論文の概要: Photon Entangled States and Atomic Correlations in Superradiance from Multilevel Atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.13655v1
• Date: Thu, 17 Oct 2024 15:19:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-18 13:19:11.788485
• Title: Photon Entangled States and Atomic Correlations in Superradiance from Multilevel Atoms
• Title（参考訳）: 多レベル原子からの超輝度における光子絡み合い状態と原子相関
• Authors: Amir Sivan, Meir Orenstein,
• Abstract要約: マルチレベル原子超放射過程によって放出されるフォトニック状態は、モード自由度において絡み合っていることを示す。 また,モード非依存光子源についても検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We analyze here the collective emission dynamics from ensembles of multilevel atoms. We show that the photonic states emitted by the multilevel atoms superradiance process exhibit entanglement in the modal (frequency) degree of freedom, making ensembles of such atoms candidates for fast and deterministic sources of entangled photons. The photonic entanglement is controlled by modifying the excitation of the atomic ensemble. This entanglement is driven by two mechanisms: (i) excitation of the atomic ensemble to a superimposed (combination) state and (ii) degeneracies of the transitions due to internal structure of the emitting atoms, resulting in intricate non-radiative virtual transitions in the ensemble, which create interatomic correlations that are imprinted onto the emitted photons. In addition, we dwell on the correlations of the superradiating atomic ensembles and their dynamics, and demonstrate a case where inter-atomic correlations exhibit beating in steady-state due to the aforementioned virtual transitions. A mode-independent entangled photon source is also demonstrated and discussed.
• Abstract（参考訳）: ここでは、多レベル原子のアンサンブルからの集合放出ダイナミクスを分析する。 マルチレベル原子超放射過程によって放出されるフォトニック状態は、モダル(周波数)自由度において絡み合いを示し、そのような原子のアンサンブルは、絡み合った光子の高速かつ決定論的源となる。 フォトニックエンタングルメントは、原子アンサンブルの励起を変更することにより制御される。 この絡み合いは2つのメカニズムによって引き起こされる。 一 原子アンサンブルの重畳(結合)状態への励起及び 二 発光原子の内部構造による遷移の退化により、アンサンブル内の複雑な非放射性仮想遷移が起こり、励起された光子に印加される原子間相関が生じる。 さらに,超放射性原子アンサンブルとそのダイナミクスの相関について考察し,上述の仮想遷移により原子間相関が定常状態にあることを示す。 また,モード非依存光子源についても検討した。

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