論文の概要: Electrons herald non-classical light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.11300v1
• Date: Tue, 17 Sep 2024 15:55:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-18 15:57:32.571587
• Title: Electrons herald non-classical light
• Title（参考訳）: 電子ヘラルド非古典光
• Authors: Germaine Arend, Guanhao Huang, Armin Feist, Yujia Yang, Jan-Wilke Henke, Zheru Qiu, Hao Jeng, Arslan Sajid Raja, Rudolf Haindl, Rui Ning Wang, Tobias J. Kippenberg, Claus Ropers,
• Abstract要約: 自由電子による光の非古典状態のコヒーレントパラメトリック生成を実証する。 量子化された電子エネルギー損失は、誘電体導波路で発生する光子の数を示す。 このアプローチは、より数の多いフォックやその他の光学量子状態の調整された準備を容易にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.44270590458998854
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Free electrons are a widespread and universal source of electromagnetic fields. The past decades witnessed ever-growing control over many aspects of electron-generated radiation, from the incoherent emission produced by X-ray tubes to the exceptional brilliance of free-electron lasers. Reduced to the elementary process of quantized energy exchange between individual electrons and the electromagnetic field, electron beams may facilitate future sources of tunable quantum light. However, the quantum features of such radiation are tied to the correlation of the particles, calling for the joint electronic and photonic state to be explored for further applications. Here, we demonstrate the coherent parametric generation of non-classical states of light by free electrons. We show that the quantized electron energy loss heralds the number of photons generated in a dielectric waveguide. In Hanbury-Brown-Twiss measurements, an electron-heralded single-photon state is revealed via antibunching intensity correlations, while two-quantum energy losses of individual electrons yield pronounced two-photon coincidences. The approach facilitates the tailored preparation of higher-number Fock and other optical quantum states based on controlled interactions with free-electron beams.
• Abstract（参考訳）: 自由電子は広範で普遍的な電磁場源である。 過去数十年間、X線管が生成する非コヒーレント放射から、自由電子レーザーの並外れた輝きまで、電子発生放射の多くの側面をずっとコントロールしてきた。 個々の電子と電磁場の間の量子化されたエネルギー交換の基本的なプロセスにより、電子ビームは将来の可変量子光の源となる。 しかし、そのような放射の量子的特徴は粒子の相関と結びついており、さらなる応用のために共同の電子状態とフォトニック状態を求める。 ここでは、自由電子による光の非古典状態のコヒーレントパラメトリック生成を示す。 量子化された電子エネルギー損失は、誘電体導波路で発生する光子の数を示す。 ハンベリー・ブラウン・ツイツ測定では、電子が支配する単一光子状態は反バンチング強度相関によって明らかにされるが、個々の電子の2量子エネルギー損失は2光子偶然に発音される。 このアプローチは、自由電子ビームとの制御された相互作用に基づいて、より数の多いフォックやその他の光学量子状態の調整を容易にする。

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