論文の概要: Quantum and classical correlations in four-wave mixing from cold ensembles of two-level atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.22513v1
• Date: Tue, 29 Oct 2024 20:12:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-31 14:27:21.260518
• Title: Quantum and classical correlations in four-wave mixing from cold ensembles of two-level atoms
• Title（参考訳）: 2レベル原子の低温アンサンブルからの4波混合における量子および古典的相関
• Authors: Lucas S. Marinho, Michelle O. Araújo, Daniel Felinto,
• Abstract要約: コールド2レベル原子のアンサンブルからの4波混合における量子相関は、背景光をフィルターすることなく優位に立つ可能性がある。 本研究は, システムの様々なパラメータと量子相関の実験的手順と変動について詳述する。 信号の古典的でない側面は短い時間スケールで発生するが、長い時間スケールはシステムの古典的相関も持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum correlations in four-wave-mixing from ensembles of cold two-level atoms may prevail without filtering over background light with well-known classical interpretations, such as Rayleigh scattering, as recently experimentally demonstrated in [Phys. Rev. Lett. {\bf 128}, 083601 (2022)]. Here we provide an extended investigation of this effect, in which we detail the experimental procedure and the variation of the quantum correlation with various parameters of the system. Particularly, we show that the decay rate of the quantum correlations changes with the number of atoms in the sample, providing another indication of its superradiant nature. The non-classical aspects of the signal occur for short timescales, but the long timescales carry as well a lot of information on the classical correlations of the system. This slow classical regime presents also two clearly distinct time scales, which we explain by two different pathways for the creation of biphotons. From the global analysis of the data in all its timescales, we are able to derive an empirical expression to fit the data, resulting in information on, among other parameters, the sample's temperature and superradiant acceleration. In general, the reported quantum correlations present a dependence on critical parameters of the system, such as optical depth and excitation power, that is quite different from other systems used for biphoton generation, and are more robust to changes in these parameters. This opens the possibility of exploring this process for efficient generation of narrowband biphotons or of other quantum-correlated photonic states of higher order.
• Abstract（参考訳）: コールド2レベル原子のアンサンブルからの4波混合における量子相関は、レイリー散乱のような有名な古典的解釈で背景光をフィルターすることなく、最近実験的に実証された[Phys.]。 レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・ bf 128}, 083601 (2022)] ここでは、この効果について、実験手順と、システムの様々なパラメータとの量子相関の変動について詳述する。 特に, 量子相関の崩壊速度は試料中の原子数とともに変化し, 超放射能の性質を示す。 信号の古典的でない側面は短い時間スケールで発生するが、長い時間スケールはシステムの古典的相関に関する多くの情報を運ぶ。 この遅い古典的体制はまた、2つのはっきりとした時間スケールを示し、これは2つの異なる経路によって説明される。 すべての時間スケールにおけるデータのグローバル分析から、データに適合する経験的表現を導出することができ、その結果、サンプルの温度と超放射速加速度に関する情報が得られる。 一般に、報告された量子相関は、光深度や励起パワーなどのシステムの臨界パラメータに依存しており、これは双光子生成に使用される他のシステムとは大きく異なり、これらのパラメータの変化に対してより堅牢である。 これはこの過程を、より高次の狭帯域双光子や他の量子関連フォトニック状態の効率的な生成のために探求する可能性を開く。

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