論文の概要: Continuous momentum state lasing and cavity frequency-pinning with laser-cooled strontium atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20952v1
- Date: Fri, 31 May 2024 15:51:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-03 13:48:55.095657
- Title: Continuous momentum state lasing and cavity frequency-pinning with laser-cooled strontium atoms
- Title（参考訳）: レーザー冷却ストロンチウム原子を用いた連続運動量状態ラシングと空洞周波数ピンニング
- Authors: V. M. Schäfer, Z. Niu, J. R. K. Cline, D. J. Young, E. Y. Song, H. Ritsch, J. K. Thompson,
- Abstract要約: レーザー冷却した8,8$Sr原子をリングキャビティに装填し, 長時間連続洗浄する様子を報告する。
空洞周波数変化に対する溶出周波数の感度は、原子損失機構により120倍に抑制される。
この研究は連続キャビティQED量子シミュレーション実験と連続超放射光レーザーの道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Laser-cooled gases of atoms interacting with the field of an optical cavity are a powerful tool for quantum sensing and the simulation of open and closed quantum systems. They can display spontaneous self-organisation phase transitions, time crystals, new lasing mechanisms, squeezed states for quantum sensing, protection of quantum coherence, and dynamical phase transitions. However, all of these phenomena are explored in a discontinuous manner due to the need to stop and reload a new ensemble of atoms. Here we report the observation of hours-long continuous lasing from laser-cooled $^{88}$Sr atoms continuously loaded into a ring cavity. The required inversion to produce lasing arises from inversion in the atomic momentum degree of freedom, a mechanism related directly to self-organization phase transitions and collective atomic recoil lasing, both of which were previously only observed in a cyclic fashion compared to the truly continuous behavior here. Further, the sensitivity of the lasing frequency to cavity frequency changes is 120 fold suppressed due to an atomic loss mechanism, opening an interesting new path to compensate cavity frequency noise for realizing narrow frequency references. This work opens the way for continuous cavity QED quantum simulation experiments as well as continuous superradiant lasers.
- Abstract（参考訳）: 光キャビティの磁場と相互作用する原子のレーザー冷却ガスは、量子センシングと開閉量子系のシミュレーションのための強力なツールである。
自発的な自己組織化相転移、時間結晶、新しい洗浄機構、量子センシングのための圧縮状態、量子コヒーレンス保護、動的相転移を表示できる。
しかし、これらの現象は、新しい原子の集合体を止めて再ロードする必要があるため、不連続な方法で探索される。
本稿では,レーザー冷却した$^{88}$Sr原子をリングキャビティに連続的に装填した数時間連続ラシングの観察を報告する。
溶出に必要な逆転は、自己組織相転移と集団的原子リコイル溶出に直接関係する機構である原子運動量自由度の逆転から生じる。
さらに、空洞周波数変化に対するラシング周波数の感度は、原子損失機構により120倍に抑えられ、狭い周波数基準を実現するために空洞周波数ノイズを補償する興味深い新しい経路が開かれる。
この研究は連続キャビティQED量子シミュレーション実験と連続超放射光レーザーの道を開く。
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