論文の概要: Demonstration of traveling-wave interactions between spontaneous photon emissions and atoms in a chiral F-P cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.29515v1
• Date: Sun, 30 Aug 2026 02:35:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-01 18:31:30.986929
• Title: Demonstration of traveling-wave interactions between spontaneous photon emissions and atoms in a chiral F-P cavity
• Title（参考訳）: キラルF-P空洞における自然光子放出と原子間の移動波相互作用の実証
• Abstract要約: 光ヘリシティを保ち得るF-Pキャビティにおける走行波-原子-光相互作用を実験的に実証した。 この研究は、F-P空洞における移動波-原子-光子相互作用の実証の道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.38490269612254
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The enhancement of atom-photon interactions with F-P cavities provides a suitable platform for studying quantum optics and atomic physics. However, the emission fields in linear F-P cavities are in the standing-wave mode, which leads to non-uniform atom-photon coupling and a short storage lifetime of cavity-enhanced spin-wave quantum storages. This study experimentally demonstrates traveling-wave atom-light interactions in an F-P cavity that can preserve light helicity. First, a bias magnetic field is applied along the z-axis to define the quantization axis, which lifts the Zeeman degeneracy and breaks the time reversal symmetry. Next, non-classically correlated pairs of Stokes photons and spin waves are produced based on the Duan-Lukin-Cirac-Zoller scheme. The Stokes photons initially emitted from a single circularly polarized atomic transition have left-and right-hand circular polarizations when propagating along the +z (forward) and -z (backward) directions, which are preserved in the chiral cavity within the atom-photon interaction region. Thus, when the forward and backward Stokes fields resonate with the cavity, they may interact with the atoms in a traveling-wave manner. This is confirmed by measuring the time-dependent retrieval efficiencies of spin waves correlated with the forward and backward Stokes fields. This work paves the way for demonstrating traveling-wave atom-photon interactions in F-P cavities.
• Abstract（参考訳）: F-Pキャビティとの原子-光子相互作用の増強は、量子光学と原子物理学を研究するのに適したプラットフォームを提供する。 しかし、線形F-Pキャビティの放出場は定常波モードにあり、不均一な原子-光子カップリングとキャビティ強化されたスピン波量子ストレージの短い保存寿命をもたらす。 本研究は、光ヘリシティを保ち得るF-Pキャビティにおける走行波-原子-光相互作用を実験的に実証する。 まず、z軸に沿ってバイアス磁場を適用して量子化軸を定義し、ゼーマン縮退を解き、時間反転対称性を破る。 次に、Duan-Lukin-Cirac-Zollerスキームに基づいて、Stokes光子とスピン波の非古典的相関対が生成される。 1つの円偏光原子遷移から放出されたストークス光子は、原子-光子相互作用領域内のカイラルキャビティに保存されている+z(前方)方向と-z(後方)方向に伝播するときに左右の円偏光を持つ。 したがって、前方と後方のストークス場が空洞と共鳴すると、原子と移動波で相互作用する可能性がある。 このことは、前後ストークス場と相関するスピン波の時間依存性の検索効率を測定することによって確認される。 この研究は、F-P空洞における移動波-原子-光子相互作用の実証の道を開く。

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