論文の概要: Synthetic and cosmological axion hybridization: entangled photons, (HBT) and quantum beats
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.04533v1
- Date: Thu, 06 Mar 2025 15:20:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-07 15:57:25.424676
- Title: Synthetic and cosmological axion hybridization: entangled photons, (HBT) and quantum beats
- Title（参考訳）: 交絡光子、(HBT)および量子ビート
- Authors: Daniel Boyanovsky,
- Abstract要約: トポロジカル絶縁体やワイル半金属の合成軸、創発的集合励起が宇宙軸と混和していることが示される。
両軸索の最初の個体群は、ハイブリッド化によって他方の個体群を誘導する。
ダークマター・アクシオン凝縮物は、小さな振幅で合成・アクシオンの凝縮を誘導する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: In this article it is argued that synthetic axions, emergent collective excitations in topological insulators or Weyl semimetals hybridize with the cosmological axion, a compelling dark matter candidate via a common two photon decay channel since they both couple to electromagnetic fields via a Chern-Simons term. We point out an analogy to a V-type three level system with the two upper levels identified with the synthetic and cosmological axions decaying into a two-photon state. The Weisskopf-Wigner theory of spontaneous decay in multi level atoms is complemented and extended to describe the dynamics of hybridization. The final two-photon state features both kinematic and polarization entanglement and displays quantum beats as a consequence of the interference between the decay paths. An initial population of either axion induces a population of the other via hybridization. Consequently, a dark matter axion condensate induces a condensate of the synthetic axion, albeit with small amplitude. We obtain a momentum and polarization resolved Hanbury- Brown Twiss (HBT) second order coherence describing coincident correlated two-photon detection. It exhibits quantum beats with a frequency given by the difference between the energies of the synthetic and cosmological axion and \emph{perhaps may be harnessed} to detect either type of axion excitations. The case of synthetic axions individually is obtained in the limit of vanishing coupling of the cosmological axion and features similar two-photon correlations. Hence second order (HBT) two-photon coherence \emph{may} provide an alternative detection mechanism for emergent condensed matter axionic collective excitations. Similarities and differences with parametrically down converted photons are discussed.
- Abstract（参考訳）: この論文では、合成軸、トポロジカル絶縁体またはワイル半金属中の創発的集合励起が、チャーン・サイモンズ項を介して電磁場と結合しているため、共通の2光子崩壊チャネルを介して、説得力のあるダークマター候補である宇宙軸とハイブリダイズすることを議論する。
2光子状態に崩壊する合成および宇宙的軸索と同一視される2つの上層レベルを持つV型3レベル系の類似性を指摘する。
マルチレベル原子における自然崩壊のWeisskopf-Wigner理論は、ハイブリダイゼーションのダイナミクスを記述するために補完され拡張される。
最後の2光子状態は、運動と偏光の絡み合いを特徴とし、崩壊経路間の干渉の結果量子ビートを表示する。
両軸索の最初の個体群は、ハイブリッド化によって他方の個体群を誘導する。
これにより、ダークマター・アクシオン凝縮物は、小さな振幅で合成・アクシオンの凝縮物を誘導する。
我々は, 同期相関2光子検出を記述したハンベリー・ブラウン・ツイス (HBT) の2次コヒーレンスを, モーメントと偏光で解決した。
量子ビートは、合成と宇宙の公理の公理のエネルギーと、どちらの種類の公理の励起も検出するために用いられる「emph{perhaps」のエネルギーの差によって与えられる周波数で表される。
合成軸索の場合、宇宙的軸索のカップリングの限界において個別に得られ、類似の2光子相関が特徴である。
したがって、HBT (Second order) two-photon coherence \emph{may} は、創発性凝縮物質軸イオン集合励起の別の検出機構を提供する。
パラメトリック変換された光子の類似性と相違について論じる。
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