論文の概要: Zeeman Degenerate Sideband Cooling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.02026v1
- Date: Mon, 04 Aug 2025 03:40:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-05 18:25:22.158773
- Title: Zeeman Degenerate Sideband Cooling
- Title（参考訳）: ゼーマンデジェネレーションサイドバンド冷却
- Authors: Qin Qichen, Qi Zhao, M. D. K. Lee, Zhao Zhang, N. Jayjong, K. J. Arnold, M. D. Barrett,
- Abstract要約: 我々は、隣接するゼーマン状態の超微粒子準位が2光子ラマン転移によって結合される縮退ラマンサイドバンド冷却について検討する。
F,m_Franglerightarrow |F,m_F-1rangle$間の縮退結合は、1サイクルで複数の運動量子を除去する。
本研究では,初期熱状態における平均フォノン数として$barn$と$barn$と低いパルス数で近地冷却を実現できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.246015867342352
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We explore degenerate Raman sideband cooling in which neighboring Zeeman states of a fixed hyperfine level are coupled via a two-photon Raman transition. The degenerate coupling between $|F,m_F\rangle\rightarrow |F,m_F-1\rangle$ facilitates the removal of multiple motional quanta in a single cycle. This method greatly reduces the number of cooling cycles required to reach the ground state compared to traditional sideband cooling. We show that near ground state cooling can be achieved with a pulse number as low as $\bar{n}$ where $\bar{n}$ is the average phonon number in the initial thermal state. We demonstrate proof-of-concept in $^{176}\mathrm{Lu}^+$ by coupling neighboring Zeeman levels on the motional sideband for the $F=7$ hyperfine level in $^3D_1$. Starting from a thermal distribution with an average phonon number of 6, we demonstrate near ground-state cooling with $\sim10$ pulses. A theoretical description is given that applies to any $F$ level and demonstrates how effective this approach can be.
- Abstract（参考訳）: 我々は、隣接するゼーマン状態の超微粒子準位が2光子ラマン転移によって結合される縮退ラマンサイドバンド冷却について検討する。
$|F,m_F\rangle\rightarrow |F,m_F-1\rangle$ の縮退結合は、1サイクルで複数の運動量子を除去する。
この方法は、従来のサイドバンド冷却と比較して、基底状態に達するのに必要な冷却サイクルの数を大幅に削減する。
ここでは, 初期熱状態における平均フォノン数である$\bar{n}$に対して, パルス数$\bar{n}$を低くすることで, 近接場状態の冷却を実現できることを示す。
F=7$超微細度が$^3D_1$の運動側バンド上のゼーマン準位を結合することにより、$^{176}\mathrm{Lu}^+$における概念実証を行う。
平均フォノン数6の温度分布から始めると、$\sim10$のパルスでほぼ基底状態の冷却を実演する。
理論的な説明は任意の$F$レベルに適用され、このアプローチがいかに効果的かを示す。
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