論文の概要: Hybrid Rotational Cavity Optomechanics Using Atomic Superfluid in a Ring
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.01990v1
- Date: Tue, 2 Jul 2024 07:06:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-03 16:34:10.833838
- Title: Hybrid Rotational Cavity Optomechanics Using Atomic Superfluid in a Ring
- Title（参考訳）: 環内原子超流動を用いたハイブリッド回転キャビティ光学
- Authors: Sanket Das, Pardeep Kumar, M. Bhattacharya, Tarak N. Dey,
- Abstract要約: ローゲール・ガウスモードによって駆動される光学キャビティ内に、環状に閉じ込められたボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)を含むハイブリッド光学系を導入する。
捕捉されたBECの回転は、ミラーの共鳴周波数における量子ゆらぎを減少させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6437261616511726
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a hybrid optomechanical system containing an annularly trapped Bose-Einstein condensate (BEC) inside an optical cavity driven by Lauguerre-Gaussian (LG) modes. Spiral phase elements serve as the end mirrors of the cavity such that the rear mirror oscillates torsionally about the cavity axis through a clamped support. As described earlier in a related system [P. Kumar et. al., Phys. Rev. Lett. 127, 113601 (2021)], the condensate atoms interact with the optical cavity modes carrying orbital angular momentum which create two atomic side modes. We observe three peaks in the output noise spectrum corresponding to the atomic side modes and rotating mirror frequencies, respectively. We find that the trapped BEC's rotation reduces quantum fluctuations at the mirror's resonance frequency. We also find that the atomic side modes-cavity coupling and the optorotational coupling can produce bipartite and tripartite entanglements between various constituents of our hybrid system. We reduce the frequency difference between the side modes and the mirror by tuning the drive field's topological charge and the condensate atoms' rotation. When the atomic side modes become degenerate with the mirror, the stationary entanglement between the cavity and the mirror mode diminishes due to the suppression of cooling. Our proposal, which combines atomic superfluid circulation with mechanical rotation, provides a versatile platform for reducing quantum fluctuations and producing macroscopic entanglement with experimentally realizable parameters.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,Lauguerre-Gaussian(LG)モードで駆動される光学キャビティ内に,環状に閉じ込められたボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)を含むハイブリッド光学系を導入する。
スパイラル位相要素はキャビティの端ミラーとして機能し、後部ミラーはクランプされた支持体を介してキャビティ軸に沿ってねじれ振動する。
関連するシステム (P. Kumar et al , Phys. Lett. 127, 113601 (2021)] で説明されているように、凝縮原子は軌道角運動量を持つ光学キャビティモードと相互作用し、2つの原子側モードを生成する。
我々は,原子側モードと回転ミラー周波数に対応する出力雑音スペクトルのピークを3つ観測した。
捕捉されたBECの回転は、ミラーの共鳴周波数における量子ゆらぎを減少させる。
また, 原子側モード-キャビティ結合とオポロトレーション結合により, ハイブリッドシステムの諸成分間の二部構造および三部構造の絡み合いが生じることも見出した。
我々は、駆動場のトポロジカル電荷と凝縮原子の回転を調整することにより、サイドモードとミラーの周波数差を小さくする。
原子側モードがミラーで縮退すると、冷却の抑制によりキャビティとミラーモードの間の定常的な絡み合いが減少する。
提案手法は, 原子超流動循環と機械回転を組み合わせることで, 量子ゆらぎを低減し, 実験的に実現可能なパラメータを伴ってマクロな絡み合いを生じさせる, 汎用的なプラットフォームを提供する。
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