論文の概要: Rydberg-atom manipulation through strong interaction with free electrons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.18913v1
• Date: Fri, 27 Sep 2024 17:00:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-10-01 07:51:30.138931
• Title: Rydberg-atom manipulation through strong interaction with free electrons
• Title（参考訳）: 自由電子との強い相互作用によるリドバーグ原子操作
• Authors: Adamantios P. Synanidis, P. A. D. Gonçalves, F. Javier García de Abajo,
• Abstract要約: 我々は、非双極子遷移を誘導するアプローチとして、自由電子と個々のリドバーグ原子との相互作用を理論的に研究する。 我々の結果は、以前はアクセスできない方法でリドバーグ原子を操作する強力なツールとして自由電子を支持する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Optically trapped Rydberg atoms are a suitable platform to explore quantum many-body physics mediated by long-range atom--atom interactions that can be engineered through externally applied light fields. However, this approach is limited to dipole-allowed transitions and a spatial resolution of the order of the optical wavelength. Here, we theoretically investigate the interaction between free electrons and individual Rydberg atoms as an approach to induce nondipolar transitions with subnanometer spatial precision and a substantial degree of control over the final atomic states. We observe unity-order excitation probabilities produced by a single electron for suitably chosen combinations of electron energies and electron-beam distance to the atom. We further discuss electron--atom entanglement in combination with lateral shaping of the electron followed by postselection. Our results support free electrons as powerful tools to manipulate Rydberg atoms in previously inaccessible ways.
• Abstract（参考訳）: 光に閉じ込められたライドバーグ原子は、外部に応用された光場を通して工学できる長距離原子-原子相互作用を媒介する量子多体物理学を探索するのに適したプラットフォームである。 しかし、このアプローチは双極子許容遷移と光波長の秩序の空間分解能に限られる。 ここでは, 自由電子と個々のリドベルグ原子との相互作用を, 非双極子遷移をサブナノメータ空間精度で誘導し, 最終原子状態のかなりの制御を行うアプローチとして理論的に検討する。 我々は、電子エネルギーと電子-ビーム距離を適切に選択した組み合わせに対して、単一電子が生成する一階励起確率を観察する。 さらに電子-原子の絡み合いと電子の側方形状について検討した。 我々の結果は、以前はアクセスできない方法でリドバーグ原子を操作する強力なツールとして自由電子を支持する。

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