論文の概要: Realizing a mechanical dynamical Casimir effect with a low-frequency oscillator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.02308v2
• Date: Fri, 21 Feb 2025 09:03:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-24 21:37:38.838831
• Title: Realizing a mechanical dynamical Casimir effect with a low-frequency oscillator
• Title（参考訳）: 低周波発振器を用いた力学的カシミール効果の実現
• Authors: Tian-hao Jiang, Jun Jing,
• Abstract要約: 本稿では,ハイブリッド光学系における機械力学カシミール効果(MDCE)を実現することを提案する。 これは超伝導回路のようなパラメトリックDCEの量子シミュレーションではない。 メカニカル周波数は、DCE光子の顕著なフラックスを生じる場合、キャビティモードよりも約2桁小さいことが判明した。
• 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 propose to realize a mechanical dynamical Casimir effect (MDCE) in a hybrid optomechanical system consisting of a cavity mode, a low-frequency mechanical oscillator, and a two-level atomic system. Described by the effective Hamiltonian, the mechanical energy is directly converted to the photons through a three-wave-mixing mechanism. It is not a quantum simulation of a parametric DCE such as in superconducting circuits. Using a master-equation approach, we analyze the system dynamics in various regimes with respect to the ratio of the effective coupling strength and the loss rate of the system. The dynamics under the strong-coupling regime confirms various three-wave-mixing processes for creating photons by annihilation of mechanical and atomic excitations. Under the weak-coupling regime, a continuous production of photons can be demonstrated by driving both the mechanical oscillator and atom. By virtue of an atom of tunable frequency, our method avoids using the high-frequency mechanical oscillator, which is required for the conventional DCE in optomechanical systems under the double-photon resonance yet is out of reach of experiment. It is found that the mechanical frequency can be about two orders smaller than the cavity mode in yielding a remarkable flux of DCE photons.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,キャビティモード,低周波メカニカル発振器,2レベル原子系からなるハイブリッドオプティメカルシステムにおいて,機械力学カシミール効果(MDCE)を実現することを提案する。 有効ハミルトニアンによって説明され、機械エネルギーは3波混合機構によって光子に直接変換される。 これは超伝導回路のようなパラメトリックDCEの量子シミュレーションではない。 本稿では,実効結合強度と損失率の比について,各制度のシステム力学をマスター方程式を用いて解析する。 強い結合状態下での力学は、機械的励起と原子的励起の消滅によって光子を生成するための様々な3波混合過程を確認する。 弱い結合状態下では、機械振動子と原子の両方を駆動することで、光子の連続的な生成を示すことができる。 両光子共鳴下での光学系において従来のDCEに必要な高周波機械振動子の使用は避けるが,実験には至っていない。 メカニカル周波数は、DCE光子の顕著なフラックスを生じる場合、キャビティモードよりも約2桁小さいことが判明した。

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