論文の概要: Time delay of mean field interaction in thermal Rydberg atomic gas

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.07370v1
• Date: Mon, 10 Mar 2025 14:28:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:45:11.053553
• Title: Time delay of mean field interaction in thermal Rydberg atomic gas
• Title（参考訳）: 温度Rydberg原子ガス中の平均場相互作用の時間遅延
• Authors: Yuzhuo Wang, Tianxiong Gao, Yufan Niu, Ying Hu, Linjie Zhang, Shuotang Jia, Mingyong Jing, Yanhong Xiao,
• Abstract要約: 平均場理論は、熱いリドベルク原子アンサンブルにおける非平衡力学の研究に一般的に用いられる。 平均場相互作用の蓄積における時間遅延効果を実験的に観察し,衝突イオン化の鍵となる役割を明らかにする。 本研究は, 熱リドバーグガスの非平衡力学におけるイオン化過程の寄与を示唆する証拠となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.895895631687943
• License:
• Abstract: Mean field theory is commonly employed to study nonequilibrium dynamics in hot Rydberg atomic ensembles, but the fundamental mechanism behind the generation of the mean-field interactions remains poorly understood. In this work, we experimentally observe a time-delay effect in the buildup of mean-field interaction, which reveals the key role of collision ionization. We analyze the relevant collision channels and propose a microscopic mechanism that quantitatively explains the hysteresis window observed in optical bistability. Then, using square-wave modulation spectroscopy (SMS) to monitor the growth of the mean-field interaction, we experimentally demonstrate a delay in its dynamical buildup following the initial Rydberg excitation. Finally, we demonstrate how this delay effect may help understand the recently observed self-sustained oscillations in thermal Rydberg gases. Our findings provide compelling evidence for the contribution of ionization processes in the nonequilibrium dynamics of thermal Rydberg gas, a system of growing interest for quantum sensing and quantum information science.
• Abstract（参考訳）: 平均場理論は、熱いリドベルク原子アンサンブルの非平衡力学の研究に一般的に用いられているが、平均場相互作用の生成の背後にある基本的なメカニズムは理解されていない。 本研究では, 平均場相互作用の蓄積における時間遅延効果を実験的に観察し, 衝突イオン化の鍵となる役割を明らかにする。 関連する衝突チャネルを解析し、光学的不安定性で観察されたヒステリシスウィンドウを定量的に説明するための顕微鏡機構を提案する。 次に,2乗波変調分光法(SMS)を用いて平均場相互作用の成長を観測し,最初のRydberg励起後の動的蓄積の遅延を実験的に実証した。 最後に、この遅延効果が、最近観測されたRydbergガスの自己持続振動を理解するのにどのように役立つかを実証する。 本研究は, 量子センシングおよび量子情報科学への関心が高まっている熱リドバーグガスの非平衡力学におけるイオン化過程の寄与を示唆する証拠となる。

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