論文の概要: Localization of coherent light into photons in a single-crystalline material
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03148v1
- Date: Fri, 03 Apr 2026 16:10:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-06 17:20:24.530072
- Title: Localization of coherent light into photons in a single-crystalline material
- Title（参考訳）: 単結晶材料中の光子へのコヒーレント光の局在
- Authors: Daniel Kazenwadel, Jacob Holder, Livio Ciorciaro, Noel Neathery, Raphael Schwenzer, Leon Oleschko, Jannik Hertkorn, Margaretha Sandor, Peter Baum,
- Abstract要約: レーザー光が結晶材料によって電磁波として吸収されるのか,それとも局在光子エネルギーとして吸収されるのかを検討する。
レーザー光とブロッホ電子は拡張量子オブジェクトであるが、個々の光子のエネルギーはナノメートル次元に局在する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The absorption of light by materials is one of the most fundamental processes in optics and condensed-matter physics. Here we investigate whether laser light is absorbed by a crystalline material as an electromagnetic wave or as localized photon energies. We excite the first-order phase transition of vanadium dioxide with laser pulses of sufficient frequency to overcome the band gap but with insufficient pulse energy to overcome the latent heat. According to Maxwell's equations and Bloch theory, no transition should occur, because nowhere in the material is enough energy. Nevertheless, we observe with ultrafast electron diffraction for short times a disordered crystal geometry with nanometer-sized spots of switched material. Their amount matches approximately to the number of photons in the absorbed laser wave. Two optical experiments confirm this phenomenon, and simulations of single absorbed photons reproduce all measurements results. Although laser light and Bloch electrons are extended quantum objects, the energy of the individual photons is localized into nanometer dimensions, enabling local consequences at substantially higher energy than average.
- Abstract（参考訳）: 物質による光の吸収は、光学と凝縮物質物理学における最も基本的な過程の1つである。
ここでは, レーザー光が結晶材料によって電磁波として吸収されるか, あるいは局所光子エネルギーとして吸収されるかを検討する。
我々は、バナジウム二酸化水素の1次相転移を周波数のレーザーパルスで励起し、バンドギャップを克服するが、潜熱を克服するにはパルスエネルギーが不十分である。
マクスウェルの方程式とブロッホ理論によれば、物質中のどこにも十分なエネルギーがないため、遷移は起こらない。
しかし,超高速電子回折を短時間で観測し,ナノメートルサイズのスイッチング材料の結晶形状を観察した。
その量は吸収されたレーザー波の光子の数とほぼ一致している。
2つの光学実験でこの現象が確認され、単一の吸収光子のシミュレーションが全ての測定結果を再現した。
レーザー光とブロッホ電子は拡張量子オブジェクトであるが、個々の光子のエネルギーはナノメートル次元に局在し、局所的な結果が平均よりもかなり高いエネルギーで得られる。
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