論文の概要: Engineering recoil heating in coherent-scattering levitated optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.29609v1
• Date: Thu, 28 May 2026 08:44:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-30 02:45:56.082795
• Title: Engineering recoil heating in coherent-scattering levitated optomechanics
• Title（参考訳）: コヒーレント散乱緩和光学における工学的反動加熱
• Authors: Maksim Lednev, Uroš Delić, Johannes Feist, Carlos Gonzalez-Ballestero,
• Abstract要約: 電磁環境はパーセル効果によってリコイル加熱率を強く変化させることができることを示す。 具体的には、最先端のマイクロキャビティにおいて、この速度を著しく抑制できると予測する。 この方法は、任意の電磁構造が存在する場合に閉じ込められた粒子に適用される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recoil heating from photon scattering is a fundamental source of decoherence in optical trapping, severely limiting the preparation of nonclassical motional states. In cavity setups in the coherent scattering configuration, a predictive theory of recoil heating rate is missing, as usual perturbative approaches fail in the presence of sharp optical resonances. Hence, current works assume that the recoil heating rate is approximately equal to its free-space value. Here we show that this is not the case, as the electromagnetic environment can strongly modify recoil heating rate by the Purcell effect. Specifically, we predict that this rate can be significantly suppressed in state-of-the-art microcavities, for both center-of-mass and librational motion. To establish these results, we develop a general theoretical framework based on macroscopic quantum electrodynamics and on the few-mode quantization approach developed in nanophotonics. Our method applies to particles trapped in the presence of arbitrary electromagnetic structures, thus providing a route to engineering motional decoherence in levitated optomechanics by photonic structure design.
• Abstract（参考訳）: 光子散乱によるリコイル加熱は、光トラップにおけるデコヒーレンスの基本的な源であり、非古典的な運動状態の生成を著しく制限している。 コヒーレント散乱のキャビティ設定では、シャープ光共鳴の存在下で通常の摂動的アプローチが失敗するため、リコイル加熱率の予測理論が欠落している。 したがって、現在の研究はリコイル加熱率がその自由空間値とほぼ等しいと仮定している。 ここでは、電磁環境がパーセル効果によってリコイル加熱率を強く変更できるため、これはそうではないことを示す。 具体的には、この速度は、質量中心運動と液状運動の両方において、最先端のマイクロキャビティにおいて顕著に抑制できると予測する。 これらの結果を確立するために、マクロな量子電磁力学と、ナノフォトニクスで開発された数モード量子化アプローチに基づく一般的な理論的枠組みを開発する。 本手法は、任意の電磁構造が存在する場合に閉じ込められた粒子に適用し、光学的構造設計による浮遊光力学における運動デコヒーレンス(英語版)の工学的デコヒーレンス(英語版)の経路を提供する。

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