論文の概要: Motion-induced directionality of collective emission in a non-chiral waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03028v1
• Date: Tue, 03 Mar 2026 14:21:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-04 21:38:10.83404
• Title: Motion-induced directionality of collective emission in a non-chiral waveguide
• Title（参考訳）: 非キラル導波路における集団放出の運動誘起方向性
• Authors: Yoan Spahn, Jens Hartmann, Benedikt Saalfrank, Michael Fleischhauer, Thomas Halfmann, Thorsten Peters,
• Abstract要約: 遷移双極子の空間的に振動する位相を持つラマン誘起二層発光器は、熱的に誘起されるが、集合放出の制御可能な方向性を可能にする。 我々はスピンに対するTrncated Wigner近似に基づく数値シミュレーションを用い、良好な一致を求める。 我々の結果は、非キラル系における集合的、非相互相互作用の研究を可能にする。
• 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 report on the observation of motion-induced directionality in the collective emission of atoms confined within a hollow-core waveguide. Unlike in chiral waveguides, the atom-field coupling is here isotropic in the forward and backward direction. However, Raman-induced effective two-level emitters with spatially oscillating phases of the transition dipole enable thermally induced, but controllable directionality of the collective emission. By tuning the characteristic rate of collective decay we achieve a directionality of up to 0.89(1). We furthermore study the correlations of the emitted light close to and well above the threshold to collective emission, showing a buildup of coherence in the superfluorescent bursts while exhibiting thermal statistics below the threshold. To understand the underlying mechanism we employ numerical simulations based on the Truncated Wigner Approximation for spins and find good agreement. Additionally we present a simple model capable of reproducing the observed directionality via location blurring induced by the thermal motion of the atoms during collective emission. Our results will enable studies of collective, nonreciprocal interactions in non-chiral systems.
• Abstract（参考訳）: 中空コア導波路内に閉じ込められた原子の集合放出における運動誘起方向の観測について報告する。 キラル導波路とは異なり、原子-磁場結合は前方および後方方向に等方性である。 しかし、遷移ダイポールの空間的に振動する位相を持つラマン誘起の有効2レベルエミッターは、熱的に誘導されるが、集合放出の制御可能な方向性を可能にする。 集団崩壊の特性率を調整することにより、最大 0.89(1) の方向性が得られる。 さらに, 放射光のしきい値付近および近傍の放射光の相関関係について検討し, 超蛍光バーストにおけるコヒーレンスの増加を示すとともに, しきい値以下の熱統計値を示した。 根底にあるメカニズムを理解するために、スピンに対するTrncated Wigner Approximationに基づく数値シミュレーションを用い、良好な一致を求める。 また, 集団放出時の原子の熱運動によって誘導される位置ぼかしによって観測された方向を再現できる簡単なモデルを提案する。 我々の結果は、非キラル系における集合的、非相互相互作用の研究を可能にする。

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