論文の概要: Collective Nuclear Polaritons with Coherent and Tunable Excitation Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13948v1
• Date: Sat, 14 Mar 2026 13:46:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 16:19:35.502033
• Title: Collective Nuclear Polaritons with Coherent and Tunable Excitation Dynamics
• Title（参考訳）: コヒーレントで可変な励起ダイナミクスを持つ集団核ポラリトン
• Authors: Liufeng Yang, Jinling Wang, Huijun Li, Junhui Cao, Alexey Kavokin, Congjun Wu,
• Abstract要約: 本研究では,229Th核アンサンブルと4波混合により発生する真空紫外キャビティモードを混成した集合核偏光子を提案する。 強い結合状態において、システムは真空のラビ振動を示し、空洞光子と核励起のハイブリッド化を示す。 本研究は, キャビティ媒介核偏光子により, 核系における決定論的寿命工学とコヒーレント量子記憶が可能となることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4104921880358479
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose collective nuclear polaritons formed by hybridizing a 229Th nuclear ensemble with a vacuum-ultraviolet cavity mode generated via four-wave mixing, achieving a collective light-matter coupling that scales as $\sqrt{N}$. In the strong-coupling regime the system displays vacuum Rabi oscillations, indicating the hybridization between cavity photons and nuclear excitations. In the superradiant regime, the stored excitation is released in a cooperative burst with peak intensity scaling as $N^2$. The emission lifetime shrinks from thousands of seconds to the millisecond scale and remains tunable. Detuning sweeps across the polariton avoided crossing allow adiabatic conversion of the photonic excitation into a collective nuclear excitation, enabling reversible quantum storage. Our results demonstrate that cavity-mediated nuclear polaritons enable deterministic lifetime engineering and coherent quantum storage in nuclear systems.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,229Th核アンサンブルと4波長混合により発生する真空紫外キャビティモードを混成して形成した集団核偏光子を提案し,$\sqrt{N}$とスケールする集合光物質結合を実現する。 強い結合状態において、システムは真空のラビ振動を示し、空洞光子と核励起のハイブリッド化を示す。 超ラジカル状態では、貯蔵された励起は、ピーク強度のスケーリングが最大$N^2$の協力バーストで放出される。 放出寿命は数千秒からミリ秒スケールに縮まり、調整可能である。 偏光子を横切ることで、光子励起の断熱的に核励起に変換することができ、可逆的な量子記憶を可能にする。 本研究は, キャビティ媒介核偏光子により, 核系における決定論的寿命工学とコヒーレント量子記憶が可能となることを示す。

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