論文の概要: Collective light shifts of many longitudinal cavity modes induced by coupling to a cold-atom ensemble

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.10115v2
• Date: Mon, 10 Nov 2025 09:42:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-11 19:11:14.154752
• Title: Collective light shifts of many longitudinal cavity modes induced by coupling to a cold-atom ensemble
• Title（参考訳）: 冷原子アンサンブルとの結合により誘導される多くの縦空洞モードの集団光シフト
• Authors: Marin Ðujić, Mateo Kruljac, Lovre Kardum, Neven Šantić, Damir Aumiler, Ivor Krešić, Ticijana Ban,
• Abstract要約: 高品質のファブリペロキャビティにおける冷間原子雲と多くの縦モードとの相互作用を実験的に検討した。 共振器を105ドル以上の共振器内原子に結合し, 同時に$sim 100$の共振器モードの有意なシフトを検出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We experimentally study the interaction between a cold atom cloud and many longitudinal modes of a high quality Fabry-Perot cavity, by measuring signatures of collective light shifts in the cavity transmission spectrum of an optical frequency comb probe. Using a resonator coupled to more than $10^5$ intracavity atoms, we detect significant shifts of $\sim 100$ cavity modes simultaneously, which is a direct manifestation of physics beyond the hitherto explored regime of cavity-cold atom interaction with only single or few longitudinal modes at a time. For the cavity mode closest to the atomic resonance, we demonstrate a bistability in the transmission spectrum, arising due to a combined coupling of the cloud to an external pump laser and a cavity mode probed by the optical frequency comb. These results establish a platform for deeper exploration of multifrequency cavity quantum electrodynamics, where ultrashort pulsed sources can be used for optical manipulation, cooling and entanglement of cold atoms in a resonator.
• Abstract（参考訳）: 光周波数コムプローブの共振器透過スペクトルにおける集合光シフトのシグネチャを測定することにより、低温原子雲と高品質ファブリペロキャビティの多くの縦モードとの相互作用を実験的に研究した。 共振器と10^5$以上のキャビティ原子を結合した共振器を用いて、同時に$\sim 100$のキャビティモードの有意なシフトを検出する。 原子共鳴に最も近いキャビティモードでは、外部ポンプレーザと光周波数コムでプローブされたキャビティモードとの雲の結合により生じる透過スペクトルの安定性を示す。 これらの結果は、超短パルス源を共振器内の低温原子の光学的操作、冷却、絡み合いに使用できる多周波空洞量子電磁力学のより深い探索の基盤を確立する。

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