論文の概要: Bistability of optical properties of cesium vapor due to collective interaction of alignment and orientation under strong spin exchange conditions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.10119v1
- Date: Fri, 12 Sep 2025 10:29:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-15 16:03:08.050176
- Title: Bistability of optical properties of cesium vapor due to collective interaction of alignment and orientation under strong spin exchange conditions
- Title（参考訳）: 強いスピン交換条件下での配向と配向の集団的相互作用によるセシウム蒸気の光学的特性の安定性
- Authors: M. V. Petrenko, A. K. Vershovskii,
- Abstract要約: 単一の電子を持つ水素のようなアルカリ原子は、量子光学において最も一般的な天体であり、場の必須の道具である。
四重極運動量(英語版)というアライメントがSERF条件下で保存されるだけでなく、その配向と共存し相互作用することを示す実験的な証拠を示す。
この効果の特性の組み合わせは、量子情報や暗号のタスクにおいて数百秒の記憶時間を持つ光学キーやメモリ要素として幅広い応用を開放する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hydrogen-like alkali atoms with a single valence electron are the most common objects in quantum optics and, at the same time, serve as essential tools of the field. Under conditions of optical pumping, strong spin-exchange and ultra-weak magnetic field (spin-exchange relaxation free mode, SERF), ensembles of such atoms in the gas phase can demonstrate not only the absence of spin-exchange relaxation, but also nonlinear collective effects. We present experimental evidence that the alignment, i.e. the quadrupole momentum, can not only be preserved under SERF conditions, but also coexist and interact with the orientation, i.e. the dipole momentum. We also show that this interaction leads to bistability: a small change in conditions can cause the medium to transition to a different steady state, an effect characterized by hysteresis. The combination of properties of this effect opens up a wide range of applications as optical keys or memory elements with a storage time of hundreds of seconds in tasks of quantum information and cryptography.
- Abstract（参考訳）: 単一の価電子を持つ水素のようなアルカリ原子は、量子光学において最も一般的な天体であり、同時に、場の必須の道具である。
光ポンピング、強いスピン交換、超弱磁場(スピン交換緩和モード、SERF)の条件下では、ガス相におけるそのような原子のアンサンブルはスピン交換緩和がないだけでなく、非線形な集合効果も示せる。
四極子運動量(四極子運動量)というアライメントがSERF条件下で保存できるだけでなく、双極子運動量(双極子運動量)と共存し相互作用することを示す実験的な証拠を示す。
この相互作用が不安定性をもたらすことも示している: 条件の変化が小さいと、媒体が異なる定常状態に遷移し、ヒステリシスによって特徴づけられる効果である。
この効果の特性の組み合わせは、量子情報や暗号のタスクにおいて数百秒の記憶時間を持つ光学キーやメモリ要素として幅広い応用を開放する。
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