原子阵列中最亚辐射态的预示自由电子写入

自由空间中有限亚波长原子链的最亚辐射本征态受强抑制的辐射衰变保护，为光子存储、量子传感和多体量子光学提供了强大资源。然而，其光学制备受到同时需要匹配光锥外波矢和非均匀包络的阻碍。在此，我们表明自由电子可以克服这些限制：其速度设定了印制的波矢，而衍射波包的轨迹塑造了激发包络。这种同时的动量和包络匹配实现了具有近单位条件保真度 ($F>99.5\%$) 的预示制备，即使在传播自由空间光子难以触及的深亚波长机制中也是如此。我们进一步表明，路径叠加的自由电子可以激发两条紧密间隔平行链中的反对称态，其链间相消干涉产生的亚辐射比具有相同总原子数的单链更强。这些结果确立了自由电子作为难以用传播光场触及的集体激发的量子写入器。