論文の概要: Refrigeration of a 1D gas of microwave photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.17530v1
- Date: Fri, 19 Dec 2025 12:52:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-22 19:25:54.384587
- Title: Refrigeration of a 1D gas of microwave photons
- Title（参考訳）: マイクロ波光子の1次元ガスの冷凍
- Authors: Lukas Schamriß, Louis Garbe, Peter Rabl,
- Abstract要約: 我々は,光子を高周波数モードから低周波モードに転送する冷却機構を設計し,その総数を保存する方法を示す。
この技術による冷却プロセスと周囲の浴との自然数非保存熱化との競合から生じる光子ガスの非平衡定常状態を評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We discuss a conceptually simple scheme for cooling a one dimensional gas of microwave photons in a superconducting transmission line. By shunting one end of the transmission line by a nonlinear Josephson element, we show how a cooling mechanism can be engineered that transfers photons from high- into low-frequency modes, while preserving their total number. We evaluate the resulting nonequilibrium steady state of the photon gas, which arises from a competition between this engineered cooling process and the natural, number non-conserving thermalization with the surrounding bath. Our analysis predicts that for realistic experimental parameters, this mechanism can be used to prepare photonic gases at sub-millikelvin temperatures, considerably below the typical base temperature of a dilution refrigerator. In addition, the system exhibits a new type of condensation transition that does not occur in the corresponding equilibrium scenario. As an outlook, we discuss potential applications of this cooling approach for quantum simulation schemes with interacting microwave photons.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,超伝導伝送路内のマイクロ波光子の1次元ガスを冷却する,概念的にシンプルな手法について論じる。
非線形ジョセフソン素子で伝送線路の一端を絞ることで、光子を高周波数モードから低周波モードに転送する冷却機構をいかに構築するかを示す。
この技術による冷却プロセスと周囲の浴との自然数非保存熱化との競合から生じる光子ガスの非平衡定常状態を評価する。
解析により, この機構は, 実測的な実験パラメータにおいて, 希釈冷凍機の常温よりもかなり低い, サブミルマチルビン温度でのフォトニックガスの調製に有効であることが予測された。
さらに、このシステムは、対応する平衡シナリオでは発生しない新しいタイプの凝縮遷移を示す。
展望として、相互作用するマイクロ波光子を用いた量子シミュレーションスキームにおけるこの冷却手法の可能性について論じる。
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