論文の概要: Experimentally separating vacuum fluctuations from source radiation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.18208v1
- Date: Tue, 25 Feb 2025 13:51:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-26 15:21:16.101891
- Title: Experimentally separating vacuum fluctuations from source radiation
- Title（参考訳）: 光源放射から真空揺らぎを実験的に分離する
- Authors: Alexa Herter, Frieder Lindel, Laura Gabriel, Stefan Yoshi Buhmann, Jérôme Faist,
- Abstract要約: 1932年、フェルミは2原子問題を導入し、2つの原子が真空およびソース放射誘起過程を通じて周囲の電磁場とどのように相互作用するかを探求した。
超高速光学の最近の進歩は、非線形結晶内の2つのレーザーパルスを用いた実験的なアナログを可能にした。
真空揺らぎと光源放射は近赤外レーザーパルスの異なる二次構造と相関し、個別にプローブできることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The unique distinction between vacuum-field and source-radiation induced effects in processes such as the Lamb shift, Casimir forces or spontaneous emission, remains unresolved even at the theoretical level, and an experimental approach was never considered feasible [1-4]. In 1932, Fermi introduced the two-atom problem, which is a Gedanken-experiment that explores how two atoms interact with the surrounding electromagnetic field via vacuum and source-radiation induced processes, providing fundamental insights into the behavior of quantum fields [5-9]. Recent advancements in ultrafast optics have enabled experimental analogues of this system using two laser pulses inside a nonlinear crystal [10-12]. Here, we demonstrate the detection of vacuum and source radiation induced correlations, separated by their causal properties, between two laser pulses. In particular, we show that vacuum fluctuations and source radiation correlate different quadratures of near-infrared laser pulses, allowing them to be individually probed through phase-sensitive detection. This result provides an experimental verification of the time-domain fluctuation-dissipation theorem at the quantum level and offers a novel path to studying quantum radiation effects in time-dependent media. Beyond resolving a longstanding theoretical ambiguity, our findings open new possibilities for investigating quantum field phenomena in the context of relativistic quantum information such as entanglement harvesting from the quantum vacuum or quantum field detection in analogues of curved space-times.
- Abstract（参考訳）: ラムシフトやカシミール力、自然放出などの過程における真空場とソース放射誘起効果の区別は理論レベルにおいても未解決のままであり、実験的なアプローチは実現不可能であった [1-4]。
1932年、フェルミは二原子問題(Gedanken-experiment)を導入し、2つの原子が真空およびソース放射誘起過程を介して周囲の電磁場とどのように相互作用するかを探求し、場の挙動に関する基本的な洞察を与えている。
非線形結晶[10-12]内部の2つのレーザーパルスを用いて, このシステムの実験的な類似性を実現した。
ここでは、2つのレーザーパルス間の因果特性によって分離された真空およびソース放射誘起相関の検出を実証する。
特に、真空揺らぎと光源放射が近赤外レーザーパルスの4次構造を相関させ、位相感度検出により個別にプローブできることを示す。
この結果は、時間領域変動散逸定理を量子レベルで実験的に検証し、時間依存媒体における量子放射効果を研究するための新しい経路を提供する。
長い理論的曖昧さの解決以外にも、量子真空から取得した絡み合いや、曲線化された時空の類似した量子場検出といった相対論的量子情報の文脈において、量子場現象を研究する新たな可能性を開く。
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