論文の概要: Optical control and coherent coupling of spin diffusive modes in thermal gases

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16750v1
• Date: Mon, 26 Feb 2024 17:16:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-28 19:48:47.311382
• Title: Optical control and coherent coupling of spin diffusive modes in thermal gases
• Title（参考訳）: 熱気体中のスピン拡散モードの光制御とコヒーレントカップリング
• Authors: P. Bevington, J. Nicholson, J. D. Zipfel, W. Chalupczak, C. Mishra, and V. Guarrera
• Abstract要約: 拡散伝播の条件下では、熱原子はガラスセル内の様々な安定な空間モードを占有することができる。 これらのモードのうち、レーザー光を用いて原子熱蒸気を選択的に励起し、操作し、尋問することができるものはほとんどない。 以上の結果から, 拡散ガスの多モード特性の体系的工学は, 量子技術応用の性能向上に大きな可能性を示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Collective spins in thermal gases are at the core of a multitude of science and technology applications. In most of them, the random thermal motion of the particles is considered detrimental as it is responsible for decoherence and noise. In conditions of diffusive propagation, thermal atoms can potentially occupy various stable spatial modes in a glass cell. Extended or localized, diffusive modes have different magnetic properties, depending on the boundary conditions of the atomic cell, and can react differently to external perturbations. Here we demonstrate that few of these modes can be selectively excited, manipulated, and interrogated in atomic thermal vapours using laser light. In particular, we individuate the conditions for the generation of modes that are exceptionally resilient to undesirable effects introduced by optical pumping, such as light shifts and power-broadening, which are often the dominant sources of systematic errors in atomic magnetometers and co-magnetometers. Moreover, we show that the presence of spatial inhomogeneity in the pump, on top of the random diffusive atomic motion, introduces a coupling that leads to a coherent exchange of excitation between the two longest-lived modes. Our results indicate that systematic engineering of the multi-mode nature of diffusive gases has great potential for improving the performance of quantum technology applications based on alkali-metal thermal gases, and promote these simple experimental systems as versatile tools for quantum information applications.
• Abstract（参考訳）: 熱ガスの集合スピンは、様々な科学や技術応用の核心にある。 ほとんどの場合、粒子のランダムな熱運動はデコヒーレンスとノイズの原因として有害であると考えられている。 拡散伝播の条件下では、熱原子はガラスセル内の様々な安定な空間モードを占有することができる。 拡張または局所化された拡散モードは、原子細胞の境界条件によって異なる磁気特性を持ち、外部の摂動と異なる反応をする。 ここでは、これらのモードを選択的に励起し、操作し、レーザー光を用いて原子の熱蒸気中に尋問できることを実証する。 特に、光のシフトやパワーブロードニングといった光ポンピングによって引き起こされる望ましくない効果に対して、例外的にレジリエントなモードを生成するための条件を解明する。 さらに, ランダム拡散原子運動上, ポンプ内の空間的不均一性の存在は, 2つの長寿命モード間の励起のコヒーレントな交換を導く結合をもたらすことを示した。 その結果, 拡散性ガスの多モード特性の系統的工学は, アルカリ金属熱ガスに基づく量子技術応用の性能向上に大いに寄与する可能性が示唆され, 量子情報応用のための汎用ツールとして, これらの単純な実験システムを促進できることがわかった。

関連論文リスト

• Limits for coherent optical control of quantum emitters in layered materials [49.596352607801784]
  2レベルシステムのコヒーレントな制御は、現代の量子光学において最も重要な課題の一つである。 我々は、六方晶窒化ホウ素中の機械的に単離された量子エミッタを用いて、共振駆動下での光遷移のコヒーレンスに影響を与える個々のメカニズムを探索する。 基礎となる物理的デコヒーレンス機構に関する新たな洞察は、システムのコヒーレント駆動が可能であるまで温度の限界を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-18T10:37:06Z)
• Super- and subradiant dynamics of quantum emitters mediated by atomic matter waves [0.0]
  原子間物質波を放射する光学格子における量子エミッタの協調力学について検討する。 調整可能な放射相ラグを有する超流動相からの指向性スーパー・サブラディアンスを示す。 我々は放射体に閉じ込められた放射と集合境界状態との結合を観察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-16T00:37:06Z)
• Cold damping of levitated optically coupled nanoparticles [0.0]
  近年, 真空中を光学的に浮遊させる単一粒子の運動制御法が急速に発展している。 光学結合力によって結合された一対のナノ粒子に対して,同じ手法が適用可能であることを示す。 5×10-3 mbarの圧力で,これらの常温モードの低温減衰を,独立に,同時に,ケルビン以下の温度に示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-19T16:46:10Z)
• Formation of robust bound states of interacting microwave photons [148.37607455646454]
  相互作用系の目印の1つは、多粒子境界状態の形成である。 我々は,スピン-1/2 XXZモデルの周期量子回路を実装した高忠実度パラメータ化可能なfSimゲートを開発した。 マイクロ波光子を隣接量子ビット上に配置することにより、これらの励起の伝播を研究し、最大5個の光子の結合特性を観察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-10T17:52:29Z)
• Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators [68.8204255655161]
  コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。 そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z)
• Coherent Scattering-mediated correlations between levitated nanospheres [0.0]
  我々は、系のユニタリ進化を管理する多粒子ハミルトニアンを導出する。 また, システムと外部環境との結合効果についても検討し, 室温においても, 合理的な実験条件下での絡み合いが持続可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-17T19:00:12Z)
• Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
  超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。 競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。 これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z)
• Analog cosmological reheating in an ultracold Bose gas [58.720142291102135]
  超低温ボースガス中の一般宇宙論単体モデルの再加熱様ダイナミクスを量子シミュレーションする。 非相対論的極限において、拡大時空と背景振動インフラトン場を模倣する。 提案された実験は、弱い結合状態を超えても、最近まで進化を探求する可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-05T18:00:26Z)
• Optically pumped spin polarization as a probe of many-body thermalization [50.591267188664666]
  ダイヤモンド中の13Cのスピン拡散ダイナミクスについて検討し, 発色中心の光スピンポンピングにより室温で動的に偏光する。 核スピン浴中は熱接触が良好であり、超微細結合強度とは実質的に無関係である。 この結果から, 浴室内部の相互作用を制御し, システム内の熱化の開始を調査する興味深い機会が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-01T23:16:33Z)
• Quantum Electrodynamic Control of Matter: Cavity-Enhanced Ferroelectric Phase Transition [0.0]
  金属鏡からなる空洞に埋もれた双極子量子多体系について検討した。 金属鏡における双極子フォノン,キャビティ光子,プラズモンなどの基本励起のハイブリッド化を解析した。 以上の結果から, 外部ポンプを使わずに光物質結合により超ラジカル型遷移を誘導する可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-30T18:00:01Z)
• Understanding Radiative Transitions and Relaxation Pathways in Plexcitons [0.0]
  プラズモンナノ粒子上の分子集合体は、空洞量子電磁力学の研究の魅力的なシステムとして登場した。 金属は励起のコヒーレンスを破壊する役割を担っているが、分子集合体はエネルギーの散逸に大きく関与している。 数フェムト秒を超えるダイナミクスは、熱電子分布と励起子の言語にキャストする必要があることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-13T17:20:29Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。