悬浮纳米球量子运动中的矢量极化激元
量子物理
2021-10-27 v1
摘要
电磁场基本激发(光子)与量子化机械振动(声子)之间的强耦合产生混合准粒子态,称为声子极化激元。其典型特征是耦合系统本征频率之间的避免交叉,正如 Jaynes-Cummings 哈密顿量所典范说明的,并在腔光子与原子、离子、激子、自旋系综和超导量子比特耦合的量子电动力学实验中被观测到。在本工作中,我们展示了在光悬浮纳米球的量子运动中产生声子极化激元。该粒子在高真空中由光镊捕获,并通过光镊光子的相干散射与单腔模强耦合。二维运动分裂为两个近简并分量,它们与光学腔模一起定义了一个具有三个自由度的光机械系统。因此,当进入强耦合 regime 时,我们观测到具有三分数量子系统典型色散律的混合光-机械态。值得注意的是,此处运动的独立分量确定了平面上的物理振动方向,类似于光的偏振,赋予极化激元场以矢量性质。我们的结果为光子与声子组件之间量子信息传输的新协议铺平了道路,并代表了在室温下展示光机械纠缠态的关键一步。
引用
@article{arxiv.2012.15265,
title = {Vectorial polaritons in the quantum motion of a levitated nanosphere},
author = {A. Ranfagni and P. Vezio and M. Calamai and A. Chowdhury and F. Marino and F. Marin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.15265},
year = {2021}
}