論文の概要: Collectively induced transparency and absorption in waveguide QED with Bragg atom arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.04927v1
• Date: Sat, 6 Jul 2024 02:30:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-09 21:57:27.489212
• Title: Collectively induced transparency and absorption in waveguide QED with Bragg atom arrays
• Title（参考訳）: ブラッグ原子アレイを用いた導波路QEDの集団透過と吸収
• Authors: Haolei Cheng, Wei Nie,
• Abstract要約: 非均一周波数の導波路結合ブラッグ原子アレイにおける集合量子現象について検討した。 自由空間散逸のない原子では、サブラジアント状態と超ラジアント状態の間の破壊的な量子干渉によって集合的に誘導される透明性が生じる。 我々は、光子輸送に対する自由空間散逸の影響を研究することにより、集合的に誘導された吸収(CIA)を見いだした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5463417677777277
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Collective quantum states, such as subradiant and superradiant states, are useful for controlling optical responses in many-body quantum systems. In this work, we study novel collective quantum phenomena in waveguide-coupled Bragg atom arrays with inhomogeneous frequencies. For atoms without free-space dissipation, collectively induced transparency is produced by destructive quantum interference between subradiant and superradiant states. In a large Bragg atom array, multi-frequency photon transparency can be obtained by considering atoms with different frequencies. Interestingly, we find collectively induced absorption (CIA) by studying the influence of free-space dissipation on photon transport. Tunable atomic frequencies nontrivially modify decay rates of subradiant states. When the decay rate of a subradiant state equals to the free-space dissipation, photon absorption can reach a limit at a certain frequency. In other words, photon absorption is enhanced with low free-space dissipation, distinct from previous photon detection schemes. We also show multi-frequency CIA by properly adjusting atomic frequencies. Our work presents a way to manipulate collective quantum states and exotic optical properties in waveguide QED systems.
• Abstract（参考訳）: サブラディアント状態やスーパーラディアント状態のような集合量子状態は、多体量子系における光学応答を制御するのに有用である。 本研究では、導波路結合ブラッグ原子アレイの非均一周波数における新しい集団量子現象について検討する。 自由空間散逸のない原子では、サブラジアント状態と超ラジアント状態の間の破壊的な量子干渉によって集合的に誘導される透明性が生じる。 大きなブラッグ原子配列では、異なる周波数の原子を考慮し、多周波光子透過性を得ることができる。 興味深いことに、光子輸送に対する自由空間散逸の影響を研究した結果、総括吸収(CIA)が発見された。 可変原子周波数は、サブラジアント状態の崩壊率を非自明に修正する。 亜ラジカル状態の崩壊速度が自由空間の散逸と等しいとき、光子吸収は一定の周波数で限界に達する。 言い換えれば、光子吸収は、以前の光子検出方式とは異なる、低い自由空間の散逸によって増強される。 また,原子周波数を適切に調整して多周波CIAを示す。 我々の研究は、導波路QED系における集合量子状態とエキゾチック光学特性を操作する方法を示す。

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