論文の概要: Experimental observation of subabsorption

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09872v1
• Date: Wed, 11 Jun 2025 15:43:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 06:35:03.104332
• Title: Experimental observation of subabsorption
• Title（参考訳）: サブ吸収の実験観察
• Authors: D. C. Gold, U. Saglam, S. Carpenter, A. Yadav, M. Beede, T. G. Walker, M. Saffman, D. D. Yavuz,
• Abstract要約: 単一原子物理学により予測されるよりも長い時間で光を吸収する原子アンサンブル(原子アンサンブル)を新しいタイプの集合的(協調的)カップリング効果を示す。 効果はサブ放射線の吸収アナログと見なすことができる。
• 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 predict and experimentally demonstrate a new type of collective (cooperative) coupling effect where a disordered atomic ensemble absorbs light with a rise-time longer (i. e., at a rate slower) than what is dictated by single-atom physics. This effect, which we name subabsorption, can be viewed as the absorptive analog of subradiance. The experiment is performed using a dilute ensemble of ultracold $^{87}$Rb atoms with a low optical depth, and time-resolving the absorption of a weak (tens of photons per pulse) resonant laser beam. In this dilute regime, the collective interaction relies on establishing dipole-dipole correlations over many atoms; i.e., the interaction is not dominated by the nearest neighbors. As a result, subabsorption is highly susceptible to motional dephasing: even a temperature increase of 60 $\mu$K is enough to completely extinguish the subabsorption signal. We also present a theoretical model whose results are in reasonable agreement with the experimental observations. The model uses density-dependent dephasing rate of the long-range dipole-dipole correlations as a single adjustable parameter. Experiment-theory comparison indicates a dephasing coefficient of $\beta/2 \pi = 4.9 \times 10^{-5}$ Hz~cm$^3$, which is more than two orders of magnitude larger than the known dipole-dipole line broadening coefficient in $^{87}$Rb.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 原子アンサンブルが単一原子物理学によって予測されるものよりも, 上昇時間で光を吸収する新しいタイプの集団結合効果(協調結合効果)を予測および実験的に実証する。 サブ吸収と呼ばれるこの効果は、サブ放射線の吸収アナログと見なすことができる。 この実験は、光学深度が低い超低温の$^{87}$Rb原子の希薄アンサンブルを用いて行われ、弱い(パルス当たりの光子数)共鳴レーザービームの吸収を時間分解する。 この希薄な状態において、集団的相互作用は多くの原子上の双極子-双極子相関の確立に依存している。 その結果,60$\mu$Kの温度上昇でもサブ吸収信号を完全に消毒するのに十分であることがわかった。 また,実験結果と合理的に一致した理論モデルを提案する。 このモデルは1つの調整可能なパラメータとして、長距離双極子-双極子相関の密度依存性の劣化率を用いる。 実験理論の比較では、$\beta/2 \pi = 4.9 \times 10^{-5}$ Hz~cm$^3$は、既知の双極子-双極子線拡大係数よりも2桁大きい。

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