論文の概要: Propagation of light in cold emitter ensembles with quantum position
correlations due to static long-range dipolar interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16158v1
- Date: Tue, 24 Oct 2023 20:02:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-26 18:21:51.081954
- Title: Propagation of light in cold emitter ensembles with quantum position
correlations due to static long-range dipolar interactions
- Title（参考訳）: 静的長距離双極子相互作用による量子位置相関を持つ冷エミッタアンサンブル中の光伝播
- Authors: G. J. Bean, N. D. Drummond, J. Ruostekoski
- Abstract要約: 我々は、不安定な位置が静的な長距離双極子-双極子相互作用によって引き起こされる相関を示す双極子放出体からの光の散乱を分析する。
量子-機械的位置相関は、変動量子および拡散量子モンテカルロ法によるゼロ温度ボゾン原子または分子に対して計算される。
我々は,コヒーレントかつ非コヒーレントな散乱,集合線幅,直線シフト,固有モード,および障害誘発励起の局在が静的相互作用と密度にどのように影響するかを計算する。
- 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 analyze the scattering of light from dipolar emitters whose disordered
positions exhibit correlations induced by static, long-range dipole-dipole
interactions. The quantum-mechanical position correlations are calculated for
zero temperature bosonic atoms or molecules using variational and diffusion
quantum Monte Carlo methods. For stationary atoms in dense ensembles in the
limit of low light intensity, the simulations yield solutions for the optical
responses to all orders of position correlation functions that involve
electronic ground and excited states. We calculate how coherent and incoherent
scattering, collective linewidths, line shifts, and eigenmodes, and
disorder-induced excitation localization are influenced by the static
interactions and the density. We find that dominantly repulsive static
interactions in strongly confined oblate and prolate traps introduce
short-range ordering among the dipoles which curtails large fluctuations in the
light-mediated resonant dipole-dipole interactions. This typically results in
an increase in coherent reflection and optical depth, accompanied by reduced
incoherent scattering. The presence of static dipolar interactions permits the
highly selective excitation of subradiant eigenmodes in dense clouds. This
effect becomes even more pronounced in a prolate trap, where the resonances
narrow below the natural linewidth. When the static dipolar interactions affect
the optical transition frequencies, the ensemble exhibits inhomogeneous
broadening due to the nonuniformly experienced static dipolar interactions that
suppress cooperative effects.
- Abstract（参考訳）: 我々は、不規則な位置が静的な長距離双極子-双極子相互作用によって引き起こされる相関を示す双極子エミッタからの光の散乱を分析する。
量子力学的位置相関は、変動量子および拡散量子モンテカルロ法によるゼロ温度ボゾン原子または分子に対して計算される。
低光強度の極限における高密度アンサンブル中の定常原子に対して、シミュレーションは、電子基底状態と励起状態を含む全ての位置相関関数に対する光学応答の解を与える。
我々は,コヒーレントかつ非コヒーレントな散乱,集合線幅,直線シフト,固有モード,および障害誘発励起局在が静的相互作用と密度に影響されるかを計算する。
強く閉じ込められたオービタントトラップとプロラトトラップの強い反発的な静的相互作用は、光を介する共鳴双極子-双極子相互作用において大きな変動を緩和する双極子間の短距離秩序をもたらす。
典型的には、コヒーレント反射と光学的深さが増大し、コヒーレント散乱が減少する。
静的双極子相互作用の存在は、密度の強い雲におけるサブラジアント固有モードの高選択的励起を可能にする。
この効果は、自然の線幅より下にある共鳴が狭いプロラトトラップにおいてさらに顕著になる。
静的双極子相互作用が光遷移周波数に影響を及ぼすと、アンサンブルは協調効果を抑制する不均一に経験された静的双極子相互作用によって不均質な広がりを示す。
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