論文の概要: Bosonic Mpemba effect with non-classical states of light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.16463v2
• Date: Sun, 27 Oct 2024 08:03:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 16:01:01.804434
• Title: Bosonic Mpemba effect with non-classical states of light
• Title（参考訳）: 光の非古典状態に対するボソニックムペンバ効果
• Authors: Stefano Longhi,
• Abstract要約: ムペンバ効果(Mpemba effect)は、ある条件下では、遠方平衡状態が平衡に近い状態よりも早く平衡に向かって緩和できるという驚くべき観察を指す。 光の古典的状態を利用した量子光学におけるMpemba効果の出現を予測する。
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• Abstract: The Mpemba effect refers to the surprising observation where, under certain conditions, a far-from-equilibrium state can relax toward equilibrium faster than a state closer to equilibrium. A paradigmatic example is provided by the curious fact that hot water can sometimes freeze faster than cold water. The Mpemba effect has intrigued scientists since long time and has been predicted and observed in a variety of classical and quantum systems. Recently, the search for Mpemba-like effects of purely quantum nature has raised a major interest. Here we predict the emergence of Mpemba effect in the quantum optics context exploiting non-classical states of light. By analyzing the decay dynamics of photon fields in a leaky optical resonator or waveguide, it is demonstrated that bosonic Mpemba effect emerges in the context of the quantum nature of light. Specifically, the relaxation dynamics is strongly influenced by the photon statistics of the initially trapped light field. The Mpemba effect is observed when comparing the decay dynamics of classical light fields (coherent states) with certain non-classical states, such as Fock states, squeezed states and Schr\"odinger cat states.
• Abstract（参考訳）: ムペンバ効果(Mpemba effect)は、ある条件下では、遠方平衡状態が平衡に近い状態よりも早く平衡に向かって緩和できるという驚くべき観察を指す。 温水が時折冷たい水よりも速く凍るという奇異な事実によって、パラダイム的な例が提示されている。 ムペンバ効果は長い間科学者の興味を惹きつけており、様々な古典や量子システムで予測され、観測されてきた。 近年、純粋に量子的性質のムペンバ様効果の探索が大きな関心を集めている。 ここでは、光の古典的状態を利用した量子光学の文脈におけるMpemba効果の出現を予測する。 漏れた光共振器や導波管内の光子場の崩壊ダイナミクスを解析することにより、光の量子的性質の文脈でボゾンMpemba効果が現れることを示した。 具体的には、緩和ダイナミクスは、最初に捕捉された光場の光子統計の影響を強く受けている。 ムペンバ効果は、古典的な光場(コヒーレントな状態)の崩壊ダイナミクスと、フォック状態、スクレッシャー状態、シュリンガー・キャット状態のようなある種の古典的でない状態を比較する際に観察される。

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