論文の概要: Non-reciprocal Synchronization in Thermal Rydberg Ensembles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03024v1
• Date: Fri, 03 Oct 2025 14:05:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-06 16:35:52.414724
• Title: Non-reciprocal Synchronization in Thermal Rydberg Ensembles
• Title（参考訳）: 熱レイドバーグアンサンブルにおける非相互同期
• Authors: Yunlong Xue, Zhengyang Bai,
• Abstract要約: 室温のRydberg原子プラットフォームにおいて、光の一方向伝播が時間的に誘起される集団振動を媒介するスイッチとして機能することを示す。 熱-運動-結晶結合非対称性は、反伝播プローブと制御磁場によって実現され、持続的な振動を生成する。 これらの結果は、キラル量子光学の重要な洞察を与え、非平衡多体系における非相互装置のオンチップ統合を促進する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.217503190366097
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Optical non-reciprocity is a fundamental phenomenon in photonics. It is crucial for developing devices that rely on directional signal control, such as optical isolators and circulators. However, most research in this field has focused on systems in equilibrium or steady states. In this work, we demonstrate a room-temperature Rydberg atomic platform where the unidirectional propagation of light acts as a switch to mediate time-crystalline-like collective oscillations through atomic synchronization. We find that thermal-motion-induced coupling asymmetry, enabled by counterpropagating probe and control fields, generates persistent oscillations; conversely, co-propagation quenches this effect. We identify, through both numerical and analytical approaches, the criteria for realizing optical non-reciprocity within a synchronization regime. These results provide key insights for chiral quantum optics and promote the on-chip integration of non-reciprocal devices in nonequilibrium many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 光非相互性はフォトニクスの基本的な現象である。 光学アイソレータやサーキュレータなどの指向性信号制御に依存するデバイスの開発には重要である。 しかし、この分野のほとんどの研究は平衡状態や定常状態のシステムに焦点を当てている。 本研究では、光の一方向伝播が原子同期による時間結晶的な集団振動を媒介するスイッチとして働く室温Rydberg原子プラットフォームを実証する。 反伝播プローブと制御フィールドによって実現された熱-運動誘起結合非対称性は、持続的な振動を発生させ、逆に共伝播は、この効果を焼成する。 我々は、数値的アプローチと解析的アプローチの両方を通して、同期状態における光学的非相互性を実現するための基準を同定する。 これらの結果は、キラル量子光学の重要な洞察を与え、非平衡多体系における非相互装置のオンチップ統合を促進する。

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