级联量子系统中超辐射爆发的观测
量子物理
2024-03-05 v2 原子物理
摘要
Dicke 超辐射描述了完全反转的两能级原子系的集体辐射衰变。我们在手性（即方向依赖的）光—物质耦合下实验研究了这一效应。尽管相互作用哈密顿量相较于标准 Dicke 情形具有更低的对称性且根本不同，我们确实观测到了超辐射爆发发射。该爆发在原子数超过阈值时出现，其峰值功率随原子数增长的速度快于自由空间 Dicke 超辐射的情形。我们测量了爆发发射的一阶相干性，并在实验上区分了两种 regime：一种由激发过程中诱导的相干性主导，另一种由真空涨落主导。我们的结果揭示了级联量子多体系统（即每个量子发射体仅被级联中更上游发射体所辐射的光驱动的系统）的集体辐射动力学。我们的发现可能有助于生成多光子 Fock 态，作为量子技术的资源。
引用
@article{arxiv.2211.08940,
title = {Observation of superradiant bursts in a cascaded quantum system},
author = {Christian Liedl and Felix Tebbenjohanns and Constanze Bach and Sebastian Pucher and Arno Rauschenbeutel and Philipp Schneeweiss},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.08940},
year = {2024}
}