論文の概要: Limits of Stable Near-Field Probing in Nanophotonic Traps

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07798v1
• Date: Fri, 08 May 2026 14:35:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-11 19:43:39.117894
• Title: Limits of Stable Near-Field Probing in Nanophotonic Traps
• Title（参考訳）: ナノフォトニックトラップにおける安定近接場探索の限界
• Authors: Johannes Piotrowski, Constanze Bach, Nicolás Vera Paz, Philipp Schneeweiss, Arno Rauschenbeutel,
• Abstract要約: 近接場は、原子や分子から顕微鏡的生物学的および合成粒子まで、光学的に相互作用するために用いられる。 本研究では, この効果により, 近接場を有する粒子の光探査が本質的に過渡過程であることを実験的に実証した。 本研究は,ナノフォトニック構造への粒子の安定な結合が要求される多くの状況に関係している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Near-fields around nanophotonic structures and waveguides can be used to optically interface particles ranging from atoms and molecules to microscopic biological and synthetic particles. Due to the strong, non-linear dependence of the near-field coupling strength on the particles' position, a change of the spread of the particles' position will change their mean coupling strength. When the particles are trapped, this position spread depends on their temperature, generally leading to temperature-dependent coupling. Here, we experimentally demonstrate that this effect renders optical probing of trapped particles with near fields an inherently transient process. Specifically, we trap cold atoms in a two-color dipole trap surrounding an optical nanofiber and probe them with the evanescent field of guided, resonant light. The scattering of this probe light heats up the atoms, leading to a decrease of the coupling strength as well as loss of atoms. We observe both effects via a concurrent decrease of the absorption signal. In addition, we demonstrate that the coupling strength can be recovered by cooling the atoms back to their initial temperature. Our findings are relevant for numerous situations where stable coupling of trapped particles to a nanophotonic structure is required.
• Abstract（参考訳）: ナノフォトニック構造や導波路を取り巻く近接場は、原子や分子から微視的な生物学的および合成粒子まで様々な粒子を光学的に相互作用させるのに用いられる。 粒子位置における近接場カップリング強度の強い非線形依存性のため、粒子位置の拡散の変化は平均カップリング強度を変化させる。 粒子が閉じ込められた場合、この位置の拡散は温度に依存するため、一般に温度依存性のカップリングを引き起こす。 そこで本研究では, この効果により, 近接場による捕捉粒子の光探査が本質的に過渡過程であることを実験的に実証した。 具体的には、光ナノファイバーを囲む2色の双極子トラップに冷却原子をトラップし、誘導共振光のエバネッセント場で探査する。 このプローブ光の散乱は原子を加熱し、結合強度が低下し、原子が失われる。 吸収信号の同時低減により両効果を観察する。 さらに, 初期温度まで冷却することで, 結合強度を回復できることを実証した。 本研究は,ナノフォトニック構造への粒子の安定な結合が要求される多くの状況に関係している。

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