論文の概要: Spatial correlations of photons interacting via transverse Rydberg blockade
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.00348v1
- Date: Mon, 31 Aug 2026 20:40:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-02 16:31:36.069947
- Title: Spatial correlations of photons interacting via transverse Rydberg blockade
- Title（参考訳）: 横リドベルク封鎖を介して相互作用する光子の空間的相関
- Abstract要約: 我々は、リドベルク非線形媒質における2つの相互作用する光子の逆空間力学の理論を開発する。
ライドベルク偏光子として伝播する光子の縦方向および横方向の相関関係を探索する。
我々はこれらの相関関係の異なる挙動とスケーリング法則を,2つの方向の基本的な異なるメカニズムから同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3681174239726606
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop a theory of the transverse spatial dynamics of two interacting photons in a Rydberg nonlinear medium. Extending the well-studied one-dimensional case, we explore both longitudinal and transverse correlations of photons propagating as Rydberg polaritons. We identify distinct behaviors and scaling laws for these correlations, arising from fundamentally different mechanisms in the two directions: diffraction for transverse correlations and diffusion for longitudinal correlations. We develop a model incorporating a Gaussian optical beam and an inhomogeneous atomic density distribution, from which we derive quantitative predictions for correlation functions in both directions. We further show that the propagation equations can be reduced to a single Schrödinger-like equation, allowing approximate solutions that are supported by full numerical results. Our findings indicate that the transverse correlation length is determined primarily by the blockade radius, whereas the longitudinal correlation length is limited by bandwidth. These results establish transverse Rydberg blockade as a distinct and measurable correlation mechanism and show that spatial photon correlations provide a direct means of measuring the blockade radius.
- Abstract（参考訳）: 我々は、リドベルク非線形媒質における2つの相互作用する光子の逆空間力学の理論を開発する。
良く研究された一次元の場合を拡張して、リドベルク偏光子として伝播する光子の縦方向および横方向の相関関係を探索する。
この2つの方向のメカニズムは,横相関の回折と縦相関の拡散である。
我々はガウス光学ビームと不均質原子密度分布を組み込んだモデルを開発し、このモデルから両方向の相関関数の定量的予測を導出する。
さらに、伝播方程式は1つのシュレーディンガー型方程式に還元され、完全な数値結果によって支持される近似解が得られることを示す。
その結果,横方向の相関長はブロック半径によって決定されるのに対し,縦方向の相関長は帯域幅によって制限されることがわかった。
これらの結果は, 横リドベルク封鎖を独立かつ測定可能な相関機構として確立し, 空間光子相関がブロック半径を測定する直接的な手段となることを示す。
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