Nonlinear interaction of two photons at a one-dimensional atom: spatiotemporal quantum coherence in the emitted field
基于一维光场-原子相互作用模型，对单个二能级原子的非线性光子-光子相互作用进行了理论研究。这个模型使我们能够确定原子非线性对双光子态时空相干性的影响。具体地，对于任何双光子输入波函数，可以获得完整的双光子输出波函数。结果表明，与不同相互作用过程相关的输出态分量之间的量子干涉导致双光子统计中的聚束和反聚束。该理论可用于光子操纵中的各种应用，例如使用光子量子比特的量子信息处理、量子非破坏测量以及纠缠光子的产生。
2003-04-21 quant-ph
Strong quantum correlations of light emitted by a single atom in free space
本文提出了一种新的方法来设计由输入光场和自由空间中单个原子散射光场之间的干涉产生的光子关联。名义上，低效率的原子-光耦合导致量子关联仅由输入场主导。为了克服这个问题，我们建议使用单独的泵浦和探测光束，其中前者增加了原子发射，以与探测相媲美。研究了探测方向上总场的二阶关联函数$g^{(2)}(τ)$，发现泵浦的加入在形式上起到了与提高耦合效率相同的作用。我们表明，可以调整的关联函数$g^{(2)}(0)$从零（完美的反聚束）到无限（极端聚束）通过适当的选择泵浦幅度。我们进一步阐明了这些相关性的起源，在瞬态原子状态的检测光子。
2020-04-04 quant-ph
Is there emitted radiation in Unruh effect?
由均匀加速的探测器/振荡器/原子感受到的热辐射-Unruh效应-经常被误认为是观察者/探测器/传感器可检测到的一些发射辐射。在这里，我们通过量子标量场的能量动量张量的显式计算表明，至少在1+1维中，虽然发现粒子轨道周围存在偏振云，但在平衡条件下，均匀加速振子没有发射辐射。在非平衡条件下，即在非均匀加速轨道上，或者在原子或振子达到平衡之前，可以想象会有辐射发射出来，但这并不是昂鲁效应所带来的。
2000-12-22 quant-ph
Spontaneous emission spectrum of a two-level atom in a very high Q cavity
在本文中，我们考虑一个初始激发的两能级系统耦合到一个单模腔，并计算的精确表达式的光谱自发发射的每个系统在一般情况下，它们具有任意的线宽和频率。我们的方法是基于这样一个事实，即这个问题有一个很容易解决的经典对应，它提供了一个明确的解释证明的现象。我们发现，如果腔的线宽远小于原子的线宽，光子发射的腔频率，即使原子和腔强烈失谐。我们还研究了原子在频率可调的经典场驱动下的自发发射谱和荧光谱之间的联系。
2008-05-20 quant-ph
Twisted-photons Distribution Emitted by Relativistic Electrons at the Axial Channeling
该研究在量子电动力学框架下提出计算任意角度扭曲光子辐射的新方法，首次建立轴向沟道电子的扭曲光子辐射理论并计算其角分布。
2024-03-04 quant-ph
Near-unity indistinguishability of single photons emitted from dissimilar and independent atomic quantum nodes
本文利用完全阻塞的冷里德堡系综与DLCZ量子存储器两类独立原子节点，实现94.6±5.2%的高单光子不可区分度，为高效高保真量子网络互连奠定基础。
2024-06-12 quant-ph
Interference of single photons emitted by entangled atoms in free space
孤立粒子间纠缠的产生和控制促进了量子信息处理的快速发展。纠缠也被认为在原子系综的光学性质中起着至关重要的作用，但是在自由空间中小的、定义明确的数量的纠缠发射体的受控发射和吸收中的基本效应仍然没有被观察到。在这里，我们提出的控制自发发射率的单光子从一对遥远的，纠缠的原子到自由空间光学模式。改变连接原子的光路的长度调制发射速率，其可见度由原子之间共享的纠缠度确定，直接对应于准备状态的并发度$V = 0.27 \pm 0.03$。这个方案，连同人口测量，提供了一个完全光学确定的纠缠量。此外，大灵敏度的干涉相位演化点的应用程序中提出的计划在高精度梯度传感。
2018-03-06 quant-ph
Localization of Relative-Position of Two Atoms Induced by Spontaneous Emission
我们重新讨论了发射光子对两个冷原子相对位置运动的反作用。研究表明，由自发发射引起的光子反冲可以通过单个原子的空间运动与其发射的光子之间的纠缠，导致两个原子相对位置的局域化。这一结果为分析宏观物体的环境诱导局部化提供了一个更符合实际的模型。
2005-01-16 quant-ph
Tomography, Control and Characterization of Entanglement in Three level Atomic System
研究了级联型三能级原子与两个驱动场相互作用系统辐射的量子关联。在线性区域，在Weisskopf-Wigner近似下，我们证明了原子和双光子密度矩阵是等价的。这有助于通过对原子系统或发射场的测量来实现双模状态的层析成像。一般来说，对一个N光子态进行层析成像需要4^N个观测值，而我们证明了对一个原子系统发射的光子进行层析成像需要（N+1）^2-1个观测值。因此，有一个指数减少的数量的观察原子发射的N类光子状态的重建。我们表明，驱动场的强度和失谐提供了一个特定的目标状态的准备{ \it控制}参数。最后，我们研究了双光子态的纠缠特性。我们观察到，一个单一的参数方面的纠缠的表征是不可能的，当系统处于混合状态，因此，我们提供了一个新引入的纠缠的概率分布方面的描述，在各种制度的利益。
2010-12-29 quant-ph
Photon scattering from strongly driven atomic ensembles
本文讨论了强共振和近共振驱动的稀原子云发射光的二阶关联函数。由于强驱动，荧光光谱分离成不同的峰，其光谱特性可以单独定义。它示出了从不同的谱线的光子的各种组合的二阶相关表现出聚束与超或亚泊松光子统计，可调的探测器位置的选择。此外，柯西-施瓦茨不等式被违反的光子从特定的光谱带发射。发射的光强度与粒子数量的平方成比例，因此可能很强。三种不同的平均程序模型合奏障碍进行了比较。
2011-08-23 quant-ph
Dynamics of two-level atom interaction with single-mode field
本文利用二次关联函数基本原理，研究了二能级原子与压缩真空库相互作用系统中荧光的动力学行为。数学分析表明，原子发射的荧光光谱是一个在洛伦兹频率的单峰。另一方面，压缩真空库输入是原子产生光子受激发射的主要原因。此外，它被确定为热库是更有效的比压缩真空库具有有价值的功率谱。
2019-11-05 quant-ph
Quantum correlations of an atomic ensemble via a classical bath
有些令人惊讶的是，量子特征可以从经典浴中提取出来。为此，我们讨论了一个样品的梯形配置的三能级原子相互作用，只有通过周围的浴，并表明，该系统发出的荧光表现出非经典性质。这种环境的典型实现是用于微波跃迁频率的热浴，或用于光学跃迁的非相干宽带场。在一个小的原子样品中，发射的光可以从亚泊松转换到超泊松，从反聚束转换到超聚束，这取决于样品中原子的平均数量。较大的样品允许在宽范围的浴参数上产生超聚束光，从而产生荧光强度。我们还确定了参数范围，其中两个过渡发射的字段是相关的或反相关的，从而违反了柯西-施瓦茨不等式。由于在中等强度的浴中，这种违反也发生在较大数量的原子上，这样的样品表现出介观量子效应。
2005-07-26 quant-ph
Atomic ionization by twisted photons: Angular distribution of emitted electrons
研究了扭曲光子电离类氢离子过程中电子的角分布。基于一阶微扰理论和非相对论性薛定谔方程进行了分析。特别注意的是依赖的电子发射图案上的碰撞参量b的离子相对于扭曲波前的中心。为了探索这种依赖关系，我们对中性氢原子的1s基态和2py激发态的光电离进行了详细的计算。基于这些计算，我们认为，相对较小的碰撞参量的电子角分布可能会强烈影响通过改变原子的位置内的波阵面。相反，如果原子被放置在远离前中心，电子的发射模式是独立的碰撞参量b和类似的平面波光子的光电离中观察到的。
2013-06-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Two-Photon Resonance Fluorescence in a Three-Level Ladder-Type Atom
本研究针对受相干场驱动的三能级梯型原子，开展双光子共振荧光的理论研究，分析强驱动下的七线荧光光谱与光子量子统计特性，采用久期近似推导得到二阶关联函数的解析表达式。
2025-10-02 quant-ph
Spontaneous emission of a moving atom in a waveguide of rectangular cross section
研究了矩形截面波导中受激二能级非相对论系统与真空相互作用系统的自发发射。所有TLS的过渡和TLS的质心运动被考虑在内。得到了TLS初始静止时发射光子的SE率和载频，发现它在质心（c. m.）发射光子的频率可以小于或大于TLS的跃迁频率，但SE率小于固定在同一波导中的TLS的SE率$Γ_{f}$。在一阶c.m.下得到了TLS初始运动时发射光子的SE率和携带频率。SE速率大于$Γ_{f}$，但与初始动量无关。当发射光子沿初始动量方向传播时，其携带频率增加，而当其沿初始动量的相反方向传播时，其携带频率减小。
2018-01-09 quant-ph
Angular and polarization analysis for two-photon decay of 2s hyperfine states of hydrogenlike Uranium
基于相对论狄拉克方程和二阶微扰理论，导出了类氢离子超精细态间双光子跃迁的振幅。我们研究了$2s$态衰变过程中光子对的角偏振和线偏振性质，重点研究了自旋翻转和非自旋翻转跃迁。我们特别关注类氢铀，因为它是研究相对论和高多极效应的理想候选者，如自旋翻转跃迁。发现了两种类型的发射模式：i）非自旋翻转跃迁的特征为$W(θ)\sim1+\cos^2θ$类型的角分布，而发射光子的偏振方向是平行的; ii）自旋翻转跃迁具有稍小的衰减速率，并且发现其特征在于$W(θ)\sim1-1/3\cos^2θ$类型的角分布，而发射光子的偏振是正交的，其中，$θ$是光子方向之间的角度。由于非偶极和相对论的贡献的偏差进行评估这两种类型的过渡。本工作是探索原子核对双光子跃迁光子对的角度和偏振特性影响的第一步。
2014-07-15 physics.atom-ph quant-ph
Excitation exchange between identical atoms having arbitrary angular momentum
University of Michigan（密歇根大学）
该论文推导了任意角动量下两相同原子间激发交换的运动方程，为相关量子过程提供了理论描述。
2026-09-28 quant-ph
Collective emission of photons from dense, dipole-dipole interacting atomic ensembles
我们研究了冷的、被囚禁的原子系综的集体辐射性质。我们认为高密度制度的平均原子间距离是可比的，或小于，由原子发出的共振光辐射的波长。我们发现，从激发原子系综的光子的发射率强烈增强拉长云。我们分析了原子系综的集体单激发本征态，发现吸收/发射光谱与非相互作用（低密度）或单原子光谱相比被加宽并向较低频率移动。我们还分析了发射的辐射的空间和时间的轮廓。最后，我们探讨了如何有效地激发集体超辐射态的原子系综从长寿命的存储状态，以实现量子计算和通信应用的物质-光接口。
2021-02-05 quant-ph
Photon Statistics of a Non-Stationary Periodically Driven Single-Photon Source
本文研究了非稳态条件下单光子源的光子统计特性。光子是通过将周期性的激光脉冲序列照射在随机通过高精细光学腔的单个原子上而发射出来的。在发射光的强度相关中发现了强的反聚束，表明单个原子逐个发射光子。然而，与腔相互作用的原子的数量遵循泊松统计，因此，平均而言，除非测量以单个原子的存在为条件，否则不会获得亚泊松光子统计。
2004-06-05 quant-ph
Effects of decoherence on the radiative and squeezing properties in a coherently driven trapped two-level atom
利用主方程，分析了相干驱动下共振腔中二能级原子的退相干效应对原子辐射和压缩特性的影响。研究了原子动力学以及辐射的压缩和统计特性。结果表明，无论进入腔中的相干辐射和热涨落的强度如何，原子在稳态时更多地停留在较低的能级。此外，强的外部相干辐射导致发射光谱的谱线分裂，而退相干使谱线宽度变宽，高度显著减小。研究还发现，尽管存在可能破坏量子特性的退相干，但辐射仍表现出光子反聚束、超泊松光子统计和压缩等特性.
2007-09-24 quant-ph
Microwave to optical conversion with atoms on a superconducting chip
我们描述了一个方案，相干转换超导共面波导谐振腔的微波光子到一个明确定义的时间和空间模式发射的光子。这种转换是通过在超导原子芯片的表面上方，靠近微波腔的波腹处捕获冷原子系综来实现的。微波光子耦合到原子的强里德伯跃迁，该原子也由具有适当频率和波矢的一对激光场驱动，以进行有效的波混合过程。在中等密度的系综中只有几千个原子的情况下，微波光子可以完全转换成以高概率发射到相位匹配方向的光学光子，并且例如，馈入光纤波导。该方案在自由空间配置中操作，而不需要原子与谐振光学腔的强耦合。
2019-07-24 quant-ph
Interference of spontaneously emitted photons
我们讨论了一个实验装置，其中两个激光驱动的原子自发地发射光子，每个光子在屏幕上的一个点上引起"点击“。通过从基本量子力学原理推导出向某个方向发射的概率密度，我们预测了空间干涉图样。讨论了与经典双缝实验的异同。
2001-12-13 quant-ph
Angular momentum conservation in two-atom superradiance
University of Michigan（密歇根大学）
研究双原子超辐射中角动量守恒，发现因激发态交换，场中最终角动量可异于初始值，缺失部分转化为原子轨道角动量。
2026-10-21 quant-ph
Intensity and radiation statistics of correlated dipoles in GHZ and W-states
研究了GHZ态和W态三个二能级原子系统辐射的超、亚辐射特性。原子之间的偶极耦合导致两种不同的构型，一种是三个原子在一条线上，另一种是闭环形式，其中每个原子与其相邻原子相互作用。发射辐射的量子统计性质显示出明显不同的特性GHZ和W-态从上述配置产生的。不同纠缠态之间的远场辐射图也有明显的差异，这使得对纠缠态的光学探测成为可能。
2016-10-28 quant-ph
Entanglement of internal and external angular momenta of a single atom
本文研究了圆偏振拉盖尔-高斯光束与二维简谐势阱中单个原子之间的自旋和轨道角动量交换。辐射场是经典的，但原子的质心运动是量子化的。场的自旋和轨道角动量在吸收时分别守恒，这导致了原子内部和外部自由度的纠缠。我们提出了这种纠缠在量子信息处理中的应用。
2001-11-09 quant-ph
Continuous quantum light from a dark atom
循环过程在从激光到拓扑绝缘体的许多物理学领域都很重要，经常为相应系统的动力学和结构方面提供令人惊讶的见解。本文报道了一个量子非线性波混合实验，在该实验中，共振激光器和光学腔定义了单个原子的几个基态和激发态之间的闭合循环。结果表明，在强原子-腔耦合和稳态驱动下，原子态和腔内光子数之间的纠缠通过量子干涉抑制了激发态布居，有效地减少了到原子基态的周期.然后，系统动力学由纠缠暗态的谐波梯内的跃迁（每个腔光子数对应一个）和量子芝诺封锁（在从腔发射的光子中产生反聚束）产生。减少的周期抑制不需要的光泵浦到周期外的原子状态，从而增加发射光子的数量。
2021-03-04 quant-ph
Photon Statistics of a Single Atom Intracavity EIT-Kerr System
本文研究了在相干光场驱动下，单个四能级原子与高精细度光腔模强耦合系统的光子统计特性。在弱驱动状态下，发现该系统表现出光子阻塞效应。对于中间驱动强度，我们发现从腔发射的光的光子统计的突然变化。在很窄的腔内光子数范围内，光子反聚束转换为光子聚束。证明了这种光子统计的突变是由于原子-腔系统的修饰态之间跃迁的强量子干涉的存在。此外，它表明，强光子聚束是一个非经典效应的驱动场强度的某些值，违反经典的场关联不等式。
2002-02-13 quant-ph
Novel CSL bounds from the noise-induced radiation emission from atoms
我们研究了由连续自发局域化（CSL）坍缩模型预测的物质的自发辐射发射。我们表明，在一个适当的范围内的能量发射的辐射，最大的贡献来自原子核。具体而言，我们表明，在能量范围$E\sim 10\,-\,10^{5}$ keV的贡献，从原子核的辐射发射增长的平方与原子的原子序数，超越的贡献，从电子，它只线性增长。然后将这一理论预测与在Gran Sasso地下国家实验室的极低背景环境中进行的专门实验的数据进行比较，该实验测量了锗样品发出的辐射。其结果是，我们得到的CSL参数$r_C\leq 10^{-6}$ m的最强的界限，提高了以前的一个数量级以上。
2021-07-23 quant-ph
Correlated photon emission by two excited atoms in a waveguide
耦合到单个或几个波导模式的原子系统为物理和实际上有趣的干涉效应提供了测试平台。我们考虑一对原子的动力学，近似为二能级量子发射体，耦合到一个线性导模。特别是，我们分析了两个原子都被激发的初始状态的演化，预计该初始状态将衰减为渐进双光子状态。我们研究了初始组态的寿命和渐近光子关联的性质，并分析了两个光子同向或反向发射的概率。我们发现，平行和反平行的发射概率之间的比率R是最大的原子间距离是半倍的半波长的发射光。在这种情况下，在小耦合区域中R=3。
2018-10-05 quant-ph
Quantized Rotation of Atoms From Photons with Orbital Angular Momentum
利用拉盖尔-高斯光束的双光子受激喇曼过程，在钠原子的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生原子涡旋态，证明了光子的轨道角动量到原子的相干转移.我们表明，该过程是相干的，通过创建不同的涡旋态的叠加，其中状态之间的相对相位是由光场的相对相位确定的。此外，我们通过向每个原子转移两个光子的轨道角动量来创建电荷2的涡旋。
2006-10-20 quant-ph
Entanglement of the orbital angular momentum states of the photons generated in a hot atomic ensemble
量子协议将更有效地与高维纠缠态。携带轨道角动量的光子可以用来产生高维纠缠态。在本文中，我们实验证明了在热原子系综中利用自发四波混频产生的Stokes光子和反Stokes光子之间的轨道角动量纠缠。实验还表明，热原子系综与Stokes光子之间存在与空间自由度有关的纠缠。
2008-07-01 quant-ph
Anomalous Weak Values Emerging from Strong Interactions between Light and Matter
一些关于选择前和选择后状态的预测是深远的，因此除了迄今为止使用的常规弱测量以及其他先进技术之外，还需要标准量子测量来验证。我们进一步追求这一目标，提出了两个思想实验，其中包括新颖而可行的验证方法的非常规光物质相互作用。激发态原子在预选择和后选择的特殊组合下穿过马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。在第一个实验中，叠加的原子在被两束激光击中后发出的光子被单独计数。尽管相互作用已经明确发生，从MZI的每个臂发射的光子的数量被预测，在系综水平上，与标准受激发射的预期不同。在第二个实验中，原子仍然在MZI中自发地发射光子。这个光子后来在撞击照相底片时作为原子能量的强测量。重复该实验以实现发射光子的干涉效应。有趣的是，后者给出了这样的外观，即光子是由原子从离两个MZI臂L和R远得多的位置发射的，就好像在“幻影臂”R '中一样。这些实验还强调了异常弱值在确定光-物质相互作用中的关键作用。事实上，它们呈现了一个我们称之为反粒子的实体的直接实现，即预先和之后选择的状态，就好像它们具有负的物理变量，如质量和能量。我们建议的新的验证方法来测试这些预测类似于弱测量在某些方面，但结果从确定的原子跃迁所检测到的光子验证。
2018-06-24 quant-ph
Adding Photonic Entanglement to Superradiance by Using Multilevel Atoms
研究多能级原子系综超辐射过程，发现通过选择性激发和光学跃迁简并两种机制在频率自由度上产生光子纠缠，为快速、明亮且确定性的纠缠光子源提供新途径。
2025-06-30 quant-ph
Collapses and revivals of stored orbital angular momentum of light in a cold atomic ensemble
本文报道了铯原子冷系综中光的轨道角动量的存储。我们利用布拉格衍射来恢复入射光场施加到原子相干性中的存储光学信息。所存储的信息可以通过施加的磁场进行操纵，并且我们能够观察到由于存储的原子塞曼相干性的旋转超过15 $μs$的时间而导致的崩溃和复兴。
2009-01-07 quant-ph
Asymmetric Light Scattering from an Atomic System with Gain: A Quantum Analysis
Universidad de Valladolid（巴利亚多利德大学）
本文对非对称光散射进行量子分析，研究由两个相同原子组成的系统（其中一个被非相干泵浦）在入射光照射下的散射方向性，发现不对称性取决于泵浦速率、原子间距和探针失谐，并揭示了经典方法未预测的非互易性。
2026-08-10 quant-ph
Superradiant transfer of quantized orbital angular momentum between light and atoms in a ring trap
激光束的轨道角动量（OAM）可以相干地转移到环形阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体中，量子化单位为$\hbar$。光-物质耦合允许原子在离散OAM态之间的超辐射转移。通过调节泵浦光的环参数和缠绕数，可以填充特定的角动量态。这又允许控制发射以产生具有不同于泵浦的OAM的光，因为原子环将其贡献压印在散射光上。
2022-07-13 quant-ph
Generation of Total Angular Momentum Eigenstates in Remote Qubits
我们提出了一个方案，使通用的耦合角动量的$N$远程非相互作用量子比特使用线性光学工具。我们的系统由$N$单光子发射器组成，它们处于$Λ$配置，通过适当设计的发射光子测量，它们在长寿命的基态量子位之间纠缠。以这种方式，我们提出了一种实验上可行的算法，该算法能够生成跨越$N$ -量子位化合物的希尔伯特空间的任何$2^N$对称和非对称总角动量本征态。
2009-03-25 quant-ph
Transfer of angular momentum of guided light to an atom with an electric quadrupole transition near an optical nanofiber
本文研究了在光阱附近发生电四极跃迁的二能级原子与被导光子的角动量转移。我们证明了驱动引导场对原子的轴向轨道力矩的产生受四极跃迁的内态选择定则和角动量守恒定律的控制，光子的角动量在Minkowski公式中给出.我们发现，扭矩取决于光子的角动量，原子内部状态的角动量的变化，和四极跃迁拉比频率。我们数值计算了超精细结构能级$5S_{1/2}F=2$的子能级$M=2$和超精细结构能级$4D_{5/2}F'=4$的子能级$M'=0$、1、2、3和4之间的四极跃迁力矩。我们表明，高阶模式HE $_{21}$的转矩的绝对值大于基本模式HE $_{11}$的转矩的绝对值，除了$M'-M=2$的情况下，其中模式HE $_{21}$的转矩为零。
2022-05-25 quant-ph
Entanglement of orbital angular momentum states between an ensemble of cold atoms and a photon
近年来，利用集体增强技术成功地实现了原子系综与单光子的纠缠[D. N. Matsukevich，\textit{et al.}，物理学评论快报。\textbf{95}，040405（2005）.]，其中原子内态和光子偏振态以非局域方式关联。在这里，我们通过实验阐明了在原子系综和光子系统中，也存在着与空间自由度有关的纠缠。讨论了远程原子系综之间高维纠缠的产生及其在凝聚态物理中的应用。
2008-01-30 quant-ph
Quantum Rotor Atoms in Light Beams with Orbital Angular Momentum: Highly Accurate Rotation Sensor
被捕获在一束红色失谐的逆反射拉盖尔-高斯光束中的原子在其中心位于激光束轴上的环内进行轨道运动。我们确定了这种量子转子的波函数、能量和简并度，并阐明了能级之间的微波跃迁。然后，我们展示了如何这样的QR原子可以被用作高精度旋转传感器时，环是单占领。
2020-02-25 quant-ph
Intermittent decoherence blockade in a chiral ring environment
人们早就认识到，原子的辐射发射并不是单个原子本身的固有特性，而是在很大程度上受到光子环境的特性和原子之间的集体相互作用的影响。一般认为，防止完全衰变和/或退相干需要存在暗态，即，在耗散环境下不会衰变的修饰光原子态。在这里，我们表明，与这样一个共同的智慧，消相干抑制可以间歇地实现在有限的时间尺度上，而不需要任何暗态，当原子耦合到手性环环境，导致一个高度非指数的阶梯衰减。我们称之为间歇性退相干阻断的这种效应是由现在发射的光和过去发射的光之间的周期性相消干涉引起的，即，来自延迟相干量子反馈。
2021-06-22 quant-ph
Hertzian Dipole Radiation via the Weizsacker-Williams Model
我们用Weizsacker-Williams方法推导出一个作简谐运动的带电电子的辐射功率及其角分布。
2003-12-03 quant-ph
Quantum calculation of the Vavilov-Cherenkov radiation by twisted electrons
给出了透明介质中相对论扭曲电子发射的Vavilov-Cherenkov辐射的详细量子电动力学描述。简单的表达式的光谱和光谱角分布以及所发射的辐射的偏振特性。与平面波的情况不同，扭曲的电子在环形角区域内产生辐射，朝向其边界增强。此外，发射的光子不仅在散射平面上而且在正交方向上可以具有线性偏振。我们发现电子在两个涡旋态的叠加态中发射的Vavilov-Cherenkov辐射具有很强的方位角不对称性。因此，Vavilov-Cherenkov辐射本身提供了一个方便的诊断工具，这样的电子和补充传统的显微镜成像。
2016-02-16 hep-ph physics.optics quant-ph
Angular momentum effects in neutron decay
本文研究自由中子在结构化态下β衰变的角动量效应，分析三种非平面波态，发现质子谱角分布对波包结构敏感，可用于提取特征并反映空间对称性。
2025-02-27 hep-ph quant-ph
Two-Particle Interference with Double Twin-Atom Beams
我们展示了一个源的相关原子对的特征在于两个相反的动量和两个空间模式形成一个贝尔态只涉及外部自由度。我们通过观察相关两粒子发射模中高达-10 dB的强数压缩来表征原子束的发射态。此外，我们证明了真正的两粒子干涉的归一化二阶关联函数$g^{(2)}$相对于发射的原子。
2021-03-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Theoretical consideration of a twisted atom
本文提出描述扭曲原子态的理论框架，分析其核反冲效应，并证明初始扭曲态会改变电子跃迁发射光子的分布且可被实验探测。
2024-03-28 physics.atom-ph quant-ph
Photon-Mediated Interaction between Two Distant Atoms
我们研究了两个相距遥远的原子之间的光子相互作用，这两个原子通过光学元件（透镜或光纤）耦合，使它们发射的部分辐射相互聚焦。根据原子激发态的辐射寿命和光子在两个原子之间的传播时间之间的比率，区分两种制度。在这两个制度下，远低于饱和的动态表现出一个坏的谐振腔，其中原子作为镜子，或偶极-偶极相互作用的典型特征的典型特征。我们研究了发射光的相干特性，并表明它携带的原子之间的多次散射过程的签名。将模型预测与J. Reynner { \it et al.}中的实验结果进行比较，Nature { \bf 413}，495（2001）.
2008-05-06 physics.atom-ph quant-ph
Fock-state superradiance in a cold atomic ensemble
本文给出了冷原子形成的量子存储器在读出过程中所发射光子的波包的简化理论。我们到达单光子和双光子发射的解析表达式，证明在这两种情况下的超辐射功能。在双光子的情况下，两个光子都以相同的时空模式发射，表征具有两个激发的光的福克态的超辐射发射。实验证实了理论预测与一个令人满意的协议。
2019-03-28 physics.optics quant-ph
Conservation of torus-knot angular momentum in high-order harmonic generation
高次谐波产生是一种独特的非线性光学上转换过程，由激光驱动的电子碰撞机制介导，它已被证明可以保持能量，动量，自旋和轨道角动量。在这里，我们提出的理论模拟表明，这一过程也保存了后者的混合物，环面结角动量$J_γ$，通过产生高次谐波与驱动脉冲下协调旋转不变。我们证明了发射谐波的电荷$J_γ$与谐波阶数成线性关系，并且这种守恒定律被印刻到发射的阿秒脉冲螺旋的偏振分布上。我们还演示了高次谐波产生的非微扰物理如何影响谐波的环面结角动量，并且我们表明，这种配置利用自旋选择规则将每个谐波的全部产量引导到可控轨道角动量的单模中。
2019-06-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Angular Momentum of Supersymmetric Cold Rydberg Atoms
利用半么正变换讨论了冷里德伯原子的超对称化。在动能为零的极限下，超对称冷里德伯原子的最低角动量为$3\hbar/2$。一个可能的实验验证建议。
2009-01-30 hep-th quant-ph
The fractional angular momentum realized by a cold neutral atom
受电磁对偶性的启发，我们提出了一种利用具有永久磁偶极动量的冷原子来实现分数角动量的方法。该原子与两个电场相互作用，并被一个谐振势捕获，该谐振势使原子的运动是平面和旋转对称的。结果表明，当原子冷却到最低动能能级时，原子的正则角动量本征值可以取分数。正则角动量的分数部分与用带电粒子实现的分数角动量的分数部分是对偶的。给出了另一种求分数角动量的方法。这两种方法之间的差异进行了研究。
2018-12-14 hep-th quant-ph
Generation of single photons with highly tunable wave shape from a cold atomic quantum memory
我们报道了一个基于铷原子冷系综的具有高度可调光子形状的单光子源。我们采用DLCZ方案实现了一种发射型量子存储器，它可以作为具有可控延迟的光子对源来工作。我们发现，可以通过改变驱动读脉冲的形状来精确地控制所发射的读光子的时间波形。我们产生的光子的持续时间变化超过三个数量级，高达10 μs，而没有显着的变化的读出效率。我们证明了非经典的发射光子通过测量它们的反聚束，在低激发概率显示近单光子行为。我们还表明，光子发射在一个纯粹的状态，通过测量无条件的自相关函数。最后，为了证明该源在实际应用中的可用性，我们创建了具有上升指数或双峰波形的超长单光子，这对几个量子信息任务很重要。
2016-01-26 physics.atom-ph quant-ph
Correlations and entanglement of microwave photons emitted in a cascade decay
激发的发射体通过将光子辐射到电磁场的量子化模式中而衰减，该过程称为自发发射。如果发射器被驱动到更高的激发态，则其在级联衰减中辐射多个光子。原子和双激子级联已经被利用作为偏振纠缠光子对的来源。因为光子是连续发射的，所以它们的强度在时间上是强烈相关的，正如在双光束符合实验中测量的那样。也许不那么直观，它们的相位也可以相关，只要确定性地将单个发射器制备成叠加态，并且以相位敏感的方式并且以高效率检测所发射的辐射。在这里，我们已经满足了这些要求，通过使用超导人造原子，相干驱动到其第二激发态和衰减到一个明确的微波模式。我们的研究结果突出了级联衰减的相干性，并展示了一种新的协议，产生巡回场模式之间的纠缠。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Torque of guided light on an atom near an optical nanofiber
本文用解析和数值方法计算了光场作用于光学介质附近的二能级原子的轴向轨道力矩和自旋力矩。我们表明，这些扭矩的产生是由角动量守恒定律的闵可夫斯基制定。光纤附近原子的轨道力矩来自自发发射光子的平均反冲。光子的角动量和原子的自旋角动量可以转换成原子的轨道角动量。被引导光场的轨道角动量和自旋角动量并不分别转移到原子的轨道角动量和自旋角动量上。
2019-05-10 physics.optics quant-ph
