論文の概要: Super-radiant and Sub-radiant Cavity Scattering by Atom Arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13321v2
- Date: Wed, 8 Nov 2023 20:34:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-10 18:00:00.736774
- Title: Super-radiant and Sub-radiant Cavity Scattering by Atom Arrays
- Title（参考訳）: 原子アレイによる超ラジアント・サブラジアントキャビティ散乱
- Authors: Zhenjie Yan, Jacquelyn Ho, Yue-Hui Lu, Stuart J. Masson, Ana
Asenjo-Garcia, Dan M. Stamper-Kurn
- Abstract要約: 我々は,強く結合したファブリ・ペロト光学キャビティ内に位置するツイーザートラップ8,7$Rbの原子配列によって散乱した光の集合的増強と抑制を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We realize collective enhancement and suppression of light scattered by an
array of tweezer-trapped $^{87}$Rb atoms positioned within a strongly coupled
Fabry-P\'{e}rot optical cavity. We illuminate the array with light directed
transverse to the cavity axis, in the low saturation regime, and detect photons
scattered into the cavity. For an array with integer-optical-wavelength spacing
each atom scatters light into the cavity with nearly identical scattering
amplitude, leading to an observed $N^2$ scaling of cavity photon number as the
atom number increases stepwise from $N=1$ to $N=8$. By contrast, for an array
with half-integer-wavelength spacing, destructive interference of scattering
amplitudes yields a non-monotonic, sub-radiant cavity intensity versus $N$. By
analyzing the polarization of light emitted from the cavity, we find that
Rayleigh scattering can be collectively enhanced or suppressed with respect to
Raman scattering. We observe also that atom-induced shifts and broadenings of
the cavity resonance are precisely tuned by varying the atom number and
positions. Altogether, tweezer arrays provide exquisite control of atomic
cavity QED spanning from the single- to the many-body regime.
- Abstract（参考訳）: 我々は,強く結合したFabry-P\'{e}rot光学キャビティ内に位置するツイーザートラップ付き$^{87}$Rb原子の配列によって散乱した光の集合的増強と抑制を実現する。
我々は、低飽和状態にある空洞軸に光を向けたアレイを照明し、空洞内に散乱する光子を検出する。
原子がほぼ同じ散乱振幅で光をキャビティに散乱させ、原子数がN=1$からN=8$へと段階的に増加するにつれて、観測されたキャビティ光子数のスケールがN^2$になる。
対照的に、半整数の波長の間隔を持つ配列では、散乱振幅の破壊的干渉は非単調なサブラジアントキャビティ強度を、n$ に対して与える。
キャビティから放出される光の分極を解析した結果,レイリー散乱はラマン散乱に関して総じて強化あるいは抑制できることがわかった。
また, 原子数と位置を変化させることで, 原子誘起シフトとキャビティ共鳴の拡幅を精密に調整できることも観察した。
さらに、ツイーザーアレイは、単体状態から多体状態にまたがる原子空洞QEDの精巧な制御を提供する。
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