論文の概要: Collective cavity quantum electrodynamics in solid-state optical clocks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24800v1
• Date: Mon, 21 Sep 2026 15:59:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-23 03:38:27.409369
• Title: Collective cavity quantum electrodynamics in solid-state optical clocks
• Title（参考訳）: 固体光時計における集合空洞量子電磁力学
• Abstract要約: 229ドルの核時計は、現在の実験で放射寿命よりも何桁も短いコヒーレンス時間を特徴としている。 我々は,この時間スケールのミスマッチを有利にする3つの空洞QED強化クロックインタクショニングスキームを提案し,解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Solid-state frequency standards are generally limited by strong decoherence, rendering conventional interrogation schemes inefficient. The $^{229}$Th nuclear clock provides a unique and timely platform for solid-state optical metrology and nuclear cavity quantum electrodynamics (QED), featuring a coherence time many orders of magnitude shorter than the radiative lifetime in current experiments. Here, we propose and analyze three cavity QED-enhanced clock interrogation schemes that turn this timescale mismatch into an advantage, leveraging collective coupling of thorium nuclei to nanophotonic modes to enable fast interrogation and detection despite the long population lifetime. We reveal the central role of collective cooperativity in determining the clock frequency instability, and derive the optimal conditions (power, working-point detuning, thorium density) for clock operation.
• Abstract（参考訳）: 固体周波数標準は一般に強いデコヒーレンスによって制限され、従来の尋問スキームは非効率的である。 $229}$Th核時計は、固体光学メロロジーと核キャビティ量子力学(QED)のための独特でタイムリーなプラットフォームを提供し、現在の実験では放射寿命よりも何桁も短いコヒーレンス時間を備えている。 そこで我々は,この時間スケールのミスマッチを有利にするための3つの空洞QED型クロックインタクショニング手法を提案し,これをナノフォトニックモードへのトリウム核の集合結合を利用して,長寿命にもかかわらず高速なインタクショニングと検出を可能にする。 クロック周波数不安定性判定における集団協調性の中心的役割を明らかにし,クロック動作に対する最適条件(パワー,ワークポイントデチューニング,トリウム密度)を導出する。

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