論文の概要: Stochastic Liouville-transport theory of light-atom interaction noise in thermal atomic vapors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.15130v1
• Date: Sat, 15 Aug 2026 09:08:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.205763
• Title: Stochastic Liouville-transport theory of light-atom interaction noise in thermal atomic vapors
• Title（参考訳）: 熱原子蒸気中の光-原子相互作用ノイズの確率的リウヴィル輸送理論
• Abstract要約: Liouville-transport理論は、偏光共鳴Cs D$dominated Spectraに対して試験される。 共同実験理論分析により、100kHz未満の原子光ノイズを遷移支配性として同定する。 フレームワークは、Rydberg電場測定を含む他の熱原子センサーのノイズを分析することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.994733209864803
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Atom-light interaction noise can limit thermal-vapor sensing. Existing theories often treat internal-state dynamics, finite-mode atomic motion, and stochastic renewal separately, obscuring their coupled contributions to measured noise. We develop a general stochastic Liouville-transport theory, tested against polarization-resolved resonant Cs D$_2$ spectra. Joint experiment-theory analysis identifies atom-light noise below approximately 100 kHz as transit-dominated. Ballistic motion through the finite Gaussian mode modulates both the coupling-weighted effective atom number and trajectory-dependent Rabi coupling, producing predominantly common-mode noise. Boundary renewal introduces atoms with independently sampled ground-state sublevels, generating differential population fluctuations with opposite effects on the circular channels. Under an applied longitudinal magnetic field, experiment and theory show the same qualitative nonmonotonic change in common-mode suppression, supporting Zeeman redistribution of the channel responses. The framework can analyze noise in other thermal-atom sensors, including Rydberg-atom electric-field measurements.
• Abstract（参考訳）: 原子-光相互作用ノイズは熱-蒸気の検知を制限する。 既存の理論では、内部状態力学、有限モード原子運動、確率的更新を別々に扱い、測定された雑音に対するそれらの結合した寄与を無視することが多い。 偏光分解共振器Cs D$_2$スペクトルに対して検証した一般確率的リウヴィル輸送理論を開発した。 共同実験理論分析により、約100kHz以下の原子光ノイズを遷移支配性として同定する。 有限ガウスモードによる弾道運動は結合重み付き有効原子数と軌道依存ラビ結合の両方を変調し、主に共有モードノイズを生じる。 境界更新は、独立にサンプリングされた基底状態のサブレベルを持つ原子を導入し、円形チャネルに対する反対の影響で人口変動を引き起こす。 印加された縦磁場下では、実験と理論は共通モード抑制において同じ定性的非単調な変化を示し、ゼーマンのチャネル応答の再分配を支持している。 このフレームワークは、Rydberg-atom 電場測定など、他の熱原子センサーのノイズを分析することができる。

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