論文の概要: Measuring the quantum state of photoelectrons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.13945v1
• Date: Mon, 25 Sep 2023 08:25:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-26 16:30:06.802840
• Title: Measuring the quantum state of photoelectrons
• Title（参考訳）: 光電子の量子状態の測定
• Authors: Hugo Laurell, Sizuo Luo, Robin Weissenbilder, Mattias Ammitzb\"oll, Shahnawaz Ahmed, Hugo S\"oderberg, C. Leon M. Petersson, V\'enus Poulain, Chen Guo, Christoph Dittel, Daniel Finkelstein-Shapiro, Richard J. Squibb, Raimund Feifel, Mathieu Gisselbrecht, Cord L. Arnold, Andreas Buchleitner, Eva Lindroth, Anton Frisk Kockum, Anne L'Huillier, David Busto
• Abstract要約: 量子状態トモグラフィーを用いて、ヘリウムとアルゴン原子から放出される光電子を完全に特徴づける。 我々の研究は、状態トモグラフィーが物質中の光誘起電子過程の基本的な量子的側面に対する新しい洞察を与える方法を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8284184871425395
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A photoelectron, emitted due to the absorption of light quanta as described by the photoelectric effect, is often characterized experimentally by a classical quantity, its momentum. However, since the photoelectron is a quantum object, its rigorous characterization requires the reconstruction of the complete quantum state, the photoelectron's density matrix. Here, we use quantum state tomography to fully characterize photoelectrons emitted from helium and argon atoms upon absorption of ultrashort, extreme ultraviolet light pulses. While in helium we measure a pure photoelectronic state, in argon, spin-orbit interaction induces entanglement between the ion and the photoelectron, leading to a reduced purity of the photoelectron state. Our work shows how state tomography gives new insights into the fundamental quantum aspects of light-induced electronic processes in matter, bridging the fields of photoelectron spectroscopy and quantum information, and offering new spectroscopic possibilities for quantum technology.
• Abstract（参考訳）: 光電効果によって説明される光量子の吸収によって放出される光電子はしばしば古典的な量、その運動量によって実験的に特徴づけられる。 しかし、光電子は量子物体であるため、その厳密な性質は完全な量子状態、光電子の密度行列の再構築を必要とする。 ここでは、量子状態トモグラフィーを用いて、超短波長極端紫外光パルスの吸収によりヘリウムとアルゴン原子から放出される光電子を完全に特徴づける。 ヘリウムでは純粋な光電子状態を測定するが、アルゴンではスピン軌道相互作用によってイオンと光電子の絡み合いが生じ、光電子状態の純度は低下する。 本研究は、光誘起電子過程の基礎的量子的側面に対する新たな洞察を与え、光電子分光法と量子情報分野を橋渡し、量子技術に対する新しい分光学的可能性を提供するものである。

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