光子超流体中彭罗斯超辐射的测量
光学
2021-09-07 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
旋转介质散射中的超辐射放大由罗杰·彭罗斯爵士在 50 多年前首次阐明，作为一种粒子可从旋转黑洞获取能量的手段。尽管这一基本过程在波动物理中也普遍存在，但它仅在实验中观测过一次(在水槽中)，且从未在天体物理环境中观测到。在此，我们针对超流体 regime 下的非线性光学实验测量了这种放大。具体而言，通过将一束携带轨道角动量的弱光束聚焦于强泵浦涡旋光束的核心，产生负范数模式并被俘获在涡旋核心内，从而实现对反射光束的放大。我们的实验展示了由一种新型非线性光学四波混频引起的放大反射，其相位关系与我们的光子超流体中彭罗斯超辐射的 Zel'dovich-Misner 条件一致，并揭示了负频率模式在该过程中所起的作用。
引用
@article{arxiv.2109.02307,
title = {Measurement of Penrose superradiance in a photon superfluid},
author = {Maria Chiara Braidotti and Radivoje Prizia and Calum Maitland and Francesco Marino and Angus Prain and Ilya Starshynov and Niclas Westerberg and Ewan M. Wright and Daniele Faccio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.02307},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 4 figures