論文の概要: Single Artificial Atom SASER

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.27401v1
• Date: Sat, 28 Mar 2026 20:36:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.939278
• Title: Single Artificial Atom SASER
• Title（参考訳）: 単一人工原子サセサ
• Authors: Shtefan V. Sanduleanu, Peter Yu. Shlykov, Alexei N. Bolgar, Daria A. Kalacheva, Julia I. Zotova, Gleb P. Fedorov, Viktor B. Lubsanov, Alexei Yu. Dmitriev, Evgenia S. Alekseeva, Oleg V. Astafiev,
• Abstract要約: オルソドックス量子力学の影響であるLasingは1955年に発見され、1964年にノーベル物理学賞を受賞した。 超伝導3レベル量子系(人工原子)に結合した石英上の表面音響波(SAW)共振器を用いた単一人工原子SASER(Stimulated Emission of Radiation)の音響増幅実験を行った。 線幅を著しく狭めることで波動と強い自己放出を観測し, システム内で発生したフォノン数は90。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Lasing - an effect of orthodox quantum mechanics - was discovered in 1955 and recognized by the Nobel Prize in 1964 due to its fundamentality. Nowadays, lasers and masers routinely work with electromagnetic waves and consist of a resonator with an active medium - usually a system of atoms with population inversion mechanism. Amazingly, quantum mechanics remains valid even when electromagnetic waves are replaced by vibrations of a crystal lattice, and, therefore, photons by phonons, even though are not fundamental particles. By implementing acoustic resonators coupled to an atom with a mechanism of population inversion, the lasing effect in sound can be achieved. In this paper, we demonstrate the single artificial atom SASER (Sound Amplification by Stimulated Emission of Radiation) action by utilizing a surface acoustic wave (SAW) resonator on quartz coupled to a deliberately designed superconducting three-level quantum system (artificial atom), in which population inversion is realized. The SASER operates in the ultrasound range at a frequency about 3 GHz. Acoustic-to-electric signals are converted via piezo-electric effect and the circuit elements; an artificial atom and input/outputs are coupled via the acoustic waves. We observe amplification of the waves and their strong self-emission with a significant narrowing of the linewidth. The phonon number generated in the system exceeds 90.
• Abstract（参考訳）: オルソドックス量子力学の影響であるLasingは1955年に発見され、1964年にノーベル物理学賞を受賞した。 今日では、レーザーとメーザーは電磁波で常に働き、活性媒質を持つ共振器(通常は集団反転機構を持つ原子の系)で構成されている。 驚くべきことに、電磁波が結晶格子の振動に取って代わられたとしても量子力学は有効であり、したがって基本粒子ではないにもかかわらずフォノンによる光子は有効である。 集団反転のメカニズムを持つ原子に結合した音響共振器を実装することにより、音の発振効果を実現することができる。 本稿では,石英上の表面音響波(SAW)共振器を用いた単一人工原子SASER(Sound Amplification by Stimulated Emission of Radiation)の動作を意図的に設計された超伝導3レベル量子システム(Artificial atom)に結合し,人口インバージョンを実現する。 SASERは、約3GHzの周波数で超音波範囲で動作する。 音響-電気信号は圧電効果および回路素子を介して変換され、人工原子と入出力は音響波を介して結合される。 我々は,線幅を著しく狭めることで,波動の増幅と強い自己放出を観察する。 システムで生成されたフォノン数は90を超えます。

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