論文の概要: Non-linear density scaling of spin noise reveals atomic correlations in warm vapors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.31262v1
• Date: Fri, 29 May 2026 12:57:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-01 20:56:50.618326
• Title: Non-linear density scaling of spin noise reveals atomic correlations in warm vapors
• Title（参考訳）: スピンノイズの非線形密度スケーリングによる熱蒸気中の原子相関の解明
• Abstract要約: 熱アルカリ蒸気中の原子密度に対するスピンノイズ分散の非線形依存性を実験的に実証した。 二次スピンノイズ寄与は、非相互作用アンサンブルで有効な線形依存とは対照的に、高密度で生じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We experimentally demonstrate a non-linear dependence of the spin noise variance on atomic density in a warm alkali vapor. Implementing high-bandwidth spin noise spectroscopy (SNS) near the D2 transition of rubidium, a quadratic spin noise contribution is shown to arise at high densities, in contrast with the linear dependence valid in non-interacting ensembles. This non-linear scaling is shown to crucially depend on the residual optical excitation of the vapor by the probe beam, suggesting it stems from atomic cross-correlations due to resonant dipole-dipole interaction (DDI) in the vapor. We support this claim by introducing an additional experimental protocol to quench the ddi, resulting in a suppression of both the quadratic scaling of the spin variance and the distortions of the spin noise spectrum induced by the interaction. These results extend the applications of SNS to the characterization of many-body correlations in complex quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 熱アルカリ蒸気中の原子密度に対するスピンノイズ分散の非線形依存性を実験的に実証した。 ルビジウムのD2遷移付近で高帯域幅スピンノイズ分光法(SNS)を実装したところ、非相互作用アンサンブルの線形依存性とは対照的に、2次スピンノイズ寄与は高密度で生じることが示された。 この非線形スケーリングは、プローブビームによる蒸気の残留光励起に決定的に依存していることが示されており、これは蒸気中の共鳴双極子-双極子相互作用(DDI)による原子間相関に由来することを示唆している。 我々は、ddiを焼成するための追加の実験的プロトコルを導入することにより、スピン分散の2次スケーリングと、相互作用によって引き起こされるスピンノイズスペクトルの歪みの両方を抑制することができる。 これらの結果は、複雑な量子系における多体相関のキャラクタリゼーションにSNSの応用を拡大する。

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