光学腔中距离可控原子对的光干涉与动力学

干涉是量子物理的核心，当存在不可区分的路径时发生，如双缝实验。用两个单原子替换两条缝引入了光学非线性，据此预测了非平凡的干涉现象。然而，其观测一直受到制备所需原子分布、控制光学相位以及探测微弱光等困难的阻碍。在此，我们通过结合用于原子定位的光学晶格、具有单点分辨率的成像系统以及用于光操控的光学谐振腔，克服了所有这些实验挑战。我们观察到，对于散射光的相长干涉，出现谐振腔诱导的共振荧光饱和；对于相消干涉，出现具有巨大光子聚束的非零发射。后者由原子饱和和光子对产生解释。我们的实验装置可扩展，并允许实现任意数量原子和光子的 Tavis-Cummings 模型，探索光-物质相互作用的基本方面，以及实现新的量子信息处理协议。