論文の概要: Phase Doubling and Entanglement in Coherent Many-Body Chemical Reactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.20581v1
• Date: Mon, 26 May 2025 23:32:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-28 17:05:58.320154
• Title: Phase Doubling and Entanglement in Coherent Many-Body Chemical Reactions
• Title（参考訳）: コヒーレント多体化学反応における相二重化と絡み合い
• Authors: Shu Nagata, Tadej Meznarsic, Chuixin Kong, Cheng Chin,
• Abstract要約: 量子退化状態において、原子と分子は単一の量子状態を占有し、コヒーレントな物質波を形成する。 ボゾン原子が分子に結合する際の物質波位相の2倍の観測について報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In the quantum degenerate regime, atoms and molecules can occupy a single quantum state, forming coherent matter waves. Here reactions are described by nonlinear mixing of the matter waves, giving rise to quantum many-body chemistry, where spatial coherence is preserved between the reactants and products. While the phase matching of matter waves during the reaction process has been theoretically predicted, experimental confirmation has remained elusive. Here we report on the observation of matter wave phase doubling when bosonic atoms pair into molecules. Using matter wave diffraction, we verify spatial phase coherence and observe a two-fold increase of phase in the molecular wavefunction, confirming the matter-wave version of phase doubling. The diffraction patterns also reveal non-classical correlations indicative of entangled atom pairs formed during the reaction. Our results establish molecular matter-wave diffraction as a powerful tool to probe quantum coherence and entanglement generation in chemically reactive quantum gases.
• Abstract（参考訳）: 量子退化状態において、原子と分子は単一の量子状態を占有し、コヒーレントな物質波を形成する。 ここでの反応は、物質波の非線形混合によって説明され、反応物と生成物の間に空間的コヒーレンスを保持する量子多体化学が生じる。 反応過程における物質波の位相整合は理論的に予測されているが,実験的な確認はいまだに行われていない。 ここでは、ボゾン原子が分子に結合する際の物質波位相の2倍の観測について報告する。 物質波回折を用いて空間位相コヒーレンスを検証し,分子波動関数の2倍の位相増加を観測し,物質波バージョンの位相倍化を確認した。 回折パターンはまた、反応中に形成された絡み合った原子対を示す非古典的な相関も示している。 本研究は, 化学反応型量子ガス中の量子コヒーレンスと絡み合いの発生を探索するための強力なツールとして, 分子性物質波回折を確立した。

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