論文の概要: State-Dependent Diffusion and Spectra of Strongly Driven Thermal Atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.15351v1
• Date: Mon, 14 Sep 2026 10:36:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-16 07:15:06.265608
• Title: State-Dependent Diffusion and Spectra of Strongly Driven Thermal Atoms
• Title（参考訳）: 強駆動熱原子の状態依存拡散とスペクトル
• Abstract要約: 強駆動熱原子スペクトルに対する状態依存拡散モデルを提案する。 85ドルRbの原子-フィルター透過スペクトルの測定はモデルとよく一致している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.834853244223839
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a state-dependent diffusion model for strongly driven thermal-atom spectra. Starting from the trajectory-dependent internal-state evolution of individual atoms, we derive a closed spatial equation for the local density-matrix field using a velocity-moment expansion. Measurements of an $^{85}$Rb atomic-filter transmission spectrum agree well with the model up to a maximum Gaussian peak intensity of $1.27\times10^{3}$ W/cm$^2$, approaching six orders of magnitude above the $^{85}$Rb D2-line saturation intensity. Counterintuitively, the model reveals an anomalous optical-pumping pathway in which intense light transfers atoms from nominally dark states into bright states. Hyperfine Paschen--Back splitting selectively enhances this anomalous pathway while suppressing conventional optical pumping, allowing the filter to maintain approximately 97$\%$ transmission at the highest intensity studied. This work provides a framework for controlling strongly driven atomic ensembles and designing saturation-resistant atomic optical devices.
• Abstract（参考訳）: 強駆動熱原子スペクトルに対する状態依存拡散モデルを提案する。 個々の原子の軌道に依存した内部状態の進化から、速度-モーメント展開を用いた局所密度-行列場に対する閉空間方程式を導出する。 $^{85}$Rb原子フィルタ透過スペクトルの測定は、最大ガウスピーク強度が$1.27\times10^{3}$ W/cm$^2$までのモデルとよく一致し、$^{85}$Rb D2線飽和強度より6等級に近づく。 反対に、このモデルは、強い光が名目上は暗い状態から明るい状態に原子を伝達する異常な光ポンピング経路を明らかにする。 超微細パッシェン-バック分割は、従来の光ポンピングを抑えながら、この異常経路を選択的に増強し、研究された最も高い強度で約97$\%の透過を維持することができる。 この研究は、強く駆動された原子アンサンブルを制御し、飽和耐性原子光学デバイスを設計するためのフレームワークを提供する。

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