論文の概要: Ultrastrong photon-photon coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12427v2
• Date: Sun, 10 Sep 2023 02:18:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-12 18:49:17.985276
• Title: Ultrastrong photon-photon coupling
• Title（参考訳）: 超強光子-光子結合
• Authors: Fuyang Tay, Ali Mojibpour, Stephen Sanders, Shuang Liang, Hongjing Xu, Geoff C. Gardner, Andrey Baydin, Michael J. Manfra, Alessandro Alabastri, David Hagenm\"uller, Junichiro Kono
• Abstract要約: 超強結合光子を含む多モードフォトニックキャビティにおける新しい物質-真空ハイブリッドについて述べる。 このユニークな光子-光子カップリングは3次元テラヘルツ光子-結晶空洞で実現された。 本研究は,光子-光子相関を利用して真空被覆物質の物理を推し進めるためのガイドラインを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.097911555298964
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent studies have shown that matter can ultrastrongly couple with the quantum vacuum field inside a photonic cavity, producing a nonclassical ground state that contains a finite number of photons. Here, we present a novel matter-vacuum hybrid in a multimode photonic cavity whose ground state contains ultrastrongly coupled photons. This unique photon-photon coupling was realized in a three-dimensional terahertz photonic-crystal cavity, where two adjacent cavity modes mixed together through simultaneous coupling with the cyclotron resonance of a two-dimensional electron gas with a coupling strength exceeding the intermode frequency. Our microscopic theory successfully explains the salient features of our experimental observations, highlighting the spatial overlap of mode profiles as a key enabler of photon-photon ultrastrong coupling. Our findings provide guidelines for harnessing photon-photon correlations for furthering the physics of vacuum-dressed matter as well as for developing vacuum-enabled quantum technology.
• Abstract（参考訳）: 最近の研究では、物質はフォトニックキャビティ内の量子真空場と非常に強く結合し、有限個の光子を含む非古典的基底状態を生成することが示されている。 本稿では,超強結合光子を含む多モードフォトニックキャビティにおける新しい物質-真空ハイブリッドについて述べる。 この一意な光子-光子カップリングは、3次元テラヘルツフォトニック結晶キャビティにおいて実現され、2つの隣接キャビティモードと2次元電子ガスのサイクロトロン共鳴とを混合し、モード間周波数を超える結合強度を持つ。 我々の顕微鏡理論は、光子-光子-超強結合の鍵となる手段として、モードプロファイルの空間的重なりが強調され、実験観察の健全な特徴をうまく説明できた。 本研究は,光子-光子相関を利用した真空吸着物質の物理と真空量子技術開発のためのガイドラインを提供する。

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