論文の概要: Spectroscopic measurement of the Casimir-Polder force in the intermediate regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14721v1
- Date: Thu, 16 Apr 2026 07:30:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.78113
- Title: Spectroscopic measurement of the Casimir-Polder force in the intermediate regime
- Title（参考訳）: 中間状態におけるカシミール・ポルダー力の分光計測
- Authors: K. Ton, G. Kestler, D. A. Steck, J. T. Barreiro,
- Abstract要約: カシミール・ポルダー(CP)効果(中性原子と空空間における無電荷導電板の間の力)は、量子真空変動の興味深い結果である。
表面から189(2)nmのマジック波長光学格子で閉じ込められた超低温原子のCP誘起kHz周波数シフトを探索する。
これにより、CP効果を様々な表面特性やジオメトリーにわたって研究する道が開ける。
- 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: The Casimir-Polder (CP) effect -- the force between a neutral atom and an uncharged conducting plate in empty space -- is an intriguing consequence of quantum vacuum fluctuations. The typically attractive CP potential crosses over from a scaling of $z^{-3}$ at short separations to $z^{-4}$ at long distances, where retardation effects due to the finite speed of light become important. At intermediate distances, where the atom--surface separation is of the order of the wavelength of the dominant atomic transition, experiments have so far relied on indirect methods, such as diffraction or quantum reflection, to observe the CP effect. Here, we directly reveal the CP force between strontium atoms and a dielectric surface via the induced shifts in the atomic energy levels in the intermediate regime. We spectroscopically probe the CP-induced kHz-frequency shift of ultracold atoms confined by a magic-wavelength optical lattice at 189(2)~nm from the surface -- on the scale of the dominant 461-nm transition. Our measurements agree well with QED calculations and differ from the short-range approximation, while excluding the long-distance one. This paves the way for studying the CP effect across various surface properties and geometries, as well as exploring the tensor nature of the atom-surface potential -- all important for the development of hybrid atomic optical-magnetic quantum devices.
- Abstract（参考訳）: カシミール・ポルダー(CP)効果(中性原子と空空間における無電荷導電板の間の力)は、量子真空変動の興味深い結果である。
典型的な魅力的なCPポテンシャルは、短い分離で$z^{-3}$のスケーリングから長距離で$z^{-4}$のスケーリングに渡り、光の有限速による遅延効果が重要になる。
原子-表面分離が支配的な原子遷移の波長の順番である中間距離では、実験はCP効果を観察するために回折や量子反射のような間接的な方法に依存している。
ここでは、中間状態における原子エネルギーレベルの誘起シフトを通じて、ストロンチウム原子と誘電体表面との間のCP力を直接明らかにする。
我々は、支配的な461nm遷移のスケールで、表面から189(2)〜nmのマジック波長光学格子で閉じ込められた超低温原子のCP誘起kHz周波数シフトを分光学的に調査した。
我々の測定値はQED計算とよく一致し、長距離近似と異なるが、長距離近似は除く。
これは、様々な表面特性やジオメトリーにわたってCP効果を研究する方法や、原子表面ポテンシャルのテンソルの性質を探究する方法であり、これらはハイブリッド原子光磁気量子デバイスの開発に重要である。
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