論文の概要: How interacting Bose gases scatter light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.24386v1
- Date: Mon, 31 Mar 2025 17:59:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-01 14:32:46.137133
- Title: How interacting Bose gases scatter light
- Title（参考訳）: ボースガスの相互作用は光を散乱させる
- Authors: Konstantinos Konstantinou, Yansheng Zhang, Paul H. C. Wong, Feiyang Wang, Yu-Kun Lu, Nishant Dogra, Christoph Eigen, Tanish Satoor, Wolfgang Ketterle, Zoran Hadzibabic,
- Abstract要約: 準同質ボースガス中における非共鳴光と原子の散乱と波長可変相互作用について検討した。
運動量分布が著しく変化しない弱い相互作用でさえ、原子-光散乱に劇的な影響を及ぼすことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5769328585766842
- License:
- Abstract: The innate tendency of identical bosons to bunch, seen in the Hanbury Brown-Twiss effect and Bose-Einstein condensation, is a primary manifestation of quantum statistics. This tendency can enhance the rates of fundamental processes such as atom-atom and atom-light scattering if the atoms scatter into already occupied quantum states. For non-interacting bosons, the enhancement of light scattering is simply given by the bosonic-stimulation factor $1 + N_{\rm f}$, where $N_{\rm f}$ is the occupation of the atom's final momentum state. Here, we study scattering between off-resonant light and atoms in a quasi-homogeneous Bose gas with tunable interactions and show that even weak interactions, which do not significantly alter the momentum distribution, have a dramatic effect on the atom-light scattering. Due to (spatially local) beyond-mean-field atomic correlations, weak repulsive interactions can completely suppress the bosonic enhancement of scattering, while attractive ones increase the scattering rate. Moreover, if the interactions are rapidly tuned, light scattering reveals correlation dynamics that are orders of magnitude faster than the momentum-space population dynamics. Its extreme sensitivity to dynamical beyond-mean-field effects makes off-resonant light scattering a simple and powerful probe of many-body physics in ultracold atomic gases.
- Abstract（参考訳）: ハンベリー・ブラウン・ツイツ効果やボース=アインシュタイン凝縮で見られる同一のボソンが束に自然に現れる傾向は、量子統計学の第一の徴候である。
この傾向は、原子が既に占有されている量子状態に散乱した場合、原子-原子や原子-光散乱のような基本的な過程の速度を高めることができる。
相互作用しないボソンの場合、光散乱の増強は単純に1 + N_{\rm f}$で与えられる。
そこで本研究では,準同質ボースガス中の非共鳴光と原子の散乱を調整可能な相互作用で検討し,運動量分布を著しく変化しない弱い相互作用でさえ,原子-光散乱に劇的な影響を及ぼすことを示した。
局所的な)平均場外原子相関のため、弱い反発相互作用は散乱のボソニックな増強を完全に抑制し、魅力的なものは散乱率を増加させる。
さらに、相互作用が急速に調整された場合、光散乱は運動量-空間の人口動態よりも桁違いに速い相関ダイナミクスを明らかにする。
平均場外効果に対する過度な感度は、超低温の原子ガス中の多体物理学の単純かつ強力なプローブを外共鳴光散乱させる。
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