論文の概要: Observation of Space-Dependent Rotational Doppler Shifts with a Single Ion Probe

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.05080v1
• Date: Sat, 6 Jul 2024 13:47:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-09 21:08:14.214774
• Title: Observation of Space-Dependent Rotational Doppler Shifts with a Single Ion Probe
• Title（参考訳）: 単一イオンプローブを用いた空間依存型回転ドップラーシフトの観測
• Authors: Nicolás Adrián Nuñez Barreto, Muriel Bonetto, Marcelo Alejandro Luda, Cecilia Cormick, Christian Tomás Schmiegelow,
• Abstract要約: 本研究では,2つの共伝播渦レーザービームによって励起される単一トラップイオンを用いた回転ドップラー効果の実験を行った。 ビームを横切る1つのイオンを決定論的に配置することで、この現象の詳細な特徴付けを行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9785840554068875
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present an experiment investigating the rotational Doppler effect using a single trapped ion excited by two copropagating vortex laser beams. The setup isolates the azimuthal gradients of the fields, eliminating longitudinal and curvature effects. We provide a detailed characterization of the phenomenon by deterministically positioning a single ion across the beams, achieving a signal which depends on the angular velocity of the ion and the difference of optical orbital angular momentum between the two beams. The interpretation of the measurements is supported by numerical simulations and by a simplified analytical model. Our results reveal key properties of the rotational Doppler effect, showing that it increases approaching the center of the beam and that it is independent of the waist of the beam. This offers insights into the feasibility of super-kicks or super-Doppler shifts for sensing and manipulating atomic motion transverse to the beams' propagation direction.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,2つの共伝播渦レーザービームによって励起される単一トラップイオンを用いた回転ドップラー効果の実験を行った。 この設定は、フィールドの方位勾配を分離し、縦方向および曲率効果を除去する。 本報告では, イオンの角速度と2つのビーム間の光学軌道角運動量の差に依存する信号を得るとともに, ビームを横切る単一イオンを決定的に位置決めすることで, 現象の詳細な特徴付けを行う。 測定の解釈は数値シミュレーションと簡易解析モデルによって支持される。 その結果, 回転ドップラー効果の鍵となる性質が明らかとなり, ビームの中心への接近が増加し, ビームの腰から独立していることが示唆された。 これは、ビームの伝播方向を横切る原子の動きを検知し操作するためのスーパーキックやスーパードップラーシフトの実現可能性に関する洞察を与える。

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