論文の概要: Signatures of superradiance in intensity correlation measurements in a two-emitter solid-state system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.01799v3
- Date: Thu, 24 Oct 2024 14:46:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-08 13:07:08.157926
- Title: Signatures of superradiance in intensity correlation measurements in a two-emitter solid-state system
- Title（参考訳）: 2エミッター固体系における強度相関測定における超輝度のシグナチャ
- Authors: Madhura Ghosh Dastidar, Aprameyan Desikan, Gniewomir Sarbicki, Vidya Praveen Bhallamudi,
- Abstract要約: ダイヤモンドナノピラーに埋め込まれた窒素空孔(NV)エミッタの強度相関測定を行った。
単項状態と三項状態の両方からの遷移速度が$approx 6$で増加するのを観察する。
2エミッタ系からの超放射能放射を観測データの最も可能性の高い説明として同定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We perform intensity correlation ($g^{(2)}(\tau)$) measurements on nitrogen-vacancy (NV) emitters embedded in diamond nanopillars. We observe an increase in transition rates from both the singlet and triplet states by a factor of $\approx 6$, indicating cooperative effects between the multiple emitters in the pillar, at room temperature. We simultaneously observe a $g^{(2)}(0) > 0.5 (\to 1$) as opposed to $g^{(2)}(0) < 0.5$ for others (and as expected for single emitters), indicating the presence of at least two emitters. Furthermore, we observe a triple exponential behaviour for the $g^{(2)}$ in contrast to the standard double exponential behaviour seen for single NV emitters. To understand our experimental observations, we developed a theoretical model. We solve the Lindblad master equation, tailored for single and two NV centers, to study their dissipative dynamics when coupled to a common electromagnetic field, at a finite temperature. Through this, we identify superradiant emission from a two-emitter system as the most likely explanation for our observed data. We also find that random number generation using the coupled emitter system performs better under the NIST test suite and explain it in terms of an entropy-driven model for a coupled emitter system. Our results provide a new signature for multiphotonic states, such as superradiant states, using intensity correlation measurements, that will become important for quantum photonic technologies progress.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンドナノピラーに埋め込まれた窒素空孔(NV)エミッタの強度相関(g^{(2)}(\tau)$)測定を行った。
柱内の複数のエミッタ間の協調効果を室温で示し, 一重項および三重項状態の遷移速度を$\approx 6$で観測した。
同時に、$g^{(2)}(0) > 0.5 (\to 1$) を $g^{(2)}(0) < 0.5$ として観測し、少なくとも2つのエミッターが存在することを示す。
さらに、単一のNVエミッタで見られる標準的な二重指数的挙動とは対照的に、$g^{(2)}$に対して3つの指数的挙動を観察する。
実験結果を理解するため,理論モデルを開発した。
我々は1つのNV中心と2つのNV中心のために調整されたリンドブラッドマスター方程式を解く。
これにより、2エミッター系からの超放射能放射を観測データの最も可能性の高い説明として同定する。
また、結合エミッタシステムを用いた乱数生成は、NISTテストスイート下でより優れており、結合エミッタシステムのエントロピー駆動モデルの観点から説明できる。
この結果から, 量子フォトニック技術の発展に重要となる超ラジアント状態などの多光子状態に対して, 強度相関測定を用いた新しいシグネチャが得られた。
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