論文の概要: Bright Heralded Single-Photon Superradiance in a High-Density Thin Vapor Cell
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13909v1
- Date: Tue, 20 Jan 2026 12:35:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-21 22:47:23.30731
- Title: Bright Heralded Single-Photon Superradiance in a High-Density Thin Vapor Cell
- Title（参考訳）: 高密度薄膜気相セルにおける光輝性単光子超放射能
- Authors: Heewoo Kim, Bojeong Seo, Han Seb Moon,
- Abstract要約: 超放射能は、放射能崩壊がエミッター間のコヒーレンスによって一括的に増強される、協調量子放出の目印である。
1mmの高密度気相セルにおいて, 自発4光波混合による明るい一光子超放射能を報告した。
これらの知見は、超ラジカル光子源を実現するための実用的で堅牢な媒体として、密度の高い原子蒸気を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21847754147782886
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Superradiance is a hallmark of cooperative quantum emission, where radiative decay is collectively enhanced by coherence among emitters. Here, extending superradiant effects to photon pair generation from multi-level atoms, two-photon process offers a pathway to novel quantum light sources and a useful case for practical superradiance. We report bright heralded single-photon superradiance via spontaneous four-wave mixing in a 1-mm-long, high-density cesium vapor cell. By reducing the average distance between atoms in the atomic vapor to 0.29 times the idler photon wavelength, we observe a dramatic narrowing of the temporal two-photon wavefunction. This compression of temporal two-photon wavefunction evidences the superradiance of heralded photons in the collective two-photon emission dynamics. Furthermore, our heralded single-photon superradiance is accompanied by a coincidence-to-accidental ratio of 200 and the detected photon-pair counting exceeding 10^6 pairs/s. These findings establish dense thin atomic vapors as a practical, robust medium for realizing superradiant photon sources, with immediate relevance for quantum optics and the development of efficient photonic quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 超放射能は、放射能崩壊がエミッター間のコヒーレンスによって一括的に増強される、協調量子放出の目印である。
ここでは、超放射効果を多レベル原子から光子対生成に拡張する2光子過程は、新しい量子光源への経路を提供し、実用的な超放射能に有用である。
1mmの高密度セシウム気相セルにおいて, 自発4光波混合による明るい一光子超放射能を報告した。
原子蒸気中の原子間の平均距離を、アイドラー光子波長の0.29倍に減少させることで、時間的2光子波動関数の劇的な絞り込みを観察する。
この時間的2光子波動関数の圧縮は、集合的2光子放出ダイナミクスにおけるヘラルド光子の超放射性を示す。
さらに, 得られた光子対数が10^6対/sを超える場合に, 一致事故率200と検出された光子対数200を伴っている。
これらの知見は、高密度の原子蒸気を、超放射光源を実現するための実用的で堅牢な媒体として確立し、量子光学と効率的なフォトニック量子技術の発展に直ちに寄与する。
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