Thermal limitation of far-field matter-wave interference
Klaus Hornberger
我们评估介观粒子发射的热辐射对它们在双缝排列中表现出干涉的能力的影响。该分析是基于一个固定的，基于相空间的描述物质波干扰的动量交换介导的退相干的存在。
We assess the effect of the heat radiation emitted by mesoscopic particles on their ability to show interference in a double slit arrangement. The analysis is based on a stationary, phase-space based description of matter wave interference in the presence of momentum-exchange mediated decoherence.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Observation of the First-Order Interference Fringes Beyond Coherence Length Employing Commercial Continuous-wave Multi-mode Laser Diode: A Sight of Two-photon Interference
本文利用商用连续波多模激光二极管在远超相干长度的条件下观测到一阶干涉条纹，提出该现象可由时间分辨双光子干涉机制解释，为量子信息科学提供了新方法。
N-Slit Interference: Fractals in Near-Field Region, Bohmian Trajectories
散射冷粒子上的$N$狭缝光栅再现干涉图案，表现在近场区域的分形塔尔博特地毯。在远场区，图案被转换为普通衍射，其中主光束被（$N-2$）弱光束彼此分隔。计算了近场和远场的波函数的概率密度图，用高斯波包表示。Bohmian（测地线）轨迹，由一个指导方程计算，叠加在概率密度图足够好。这意味着，一个粒子，从一个源到一个检测器，通过光栅沿着一个单一的玻姆轨迹通过，通过一个，只有一个狭缝。保留字：高斯波包，中子散射，制导方程，玻姆轨迹，近场干涉，远场衍射，泰伯地毯，分形
Post-Ehrenfest many-body quantum interferences in ultracold atoms far-out-of-equilibrium
在孤立系中，远不平衡的多体量子动力学必然会产生超出Eklfest时间尺度的干扰，在Eklfest时间尺度上，量子和经典的期望值会出现分歧。最近人们非常感兴趣的是这些干涉在量子信息在多个自由度上的传播中所起的作用，即~干扰超冷原子气体为探索这些现象提供了一个有希望的环境。从理论上讲，高度依赖的截断维格纳近似忽略了这些干扰。我们开发了一个半经典理论，桥梁的经典和量子概念在多体玻色子系统，并适当地纳入这种失踪的量子效应。对于介观填充的玻色-哈伯德系统，它表明，该理论捕获后的埃克塞特量子干涉现象非常准确，并包含相关的相位信息进行多体光谱的高精度。
Overcoming the Hong-Ou-Mandel interference limitation for the second photon from a two-photon cascade
本文研究半导体量子点级联发射中第二光子的Hong-Ou-Mandel干涉限制，证明其源于时间重叠减少，并通过发射后同步恢复最大干涉可见度，为量子网络提供解决方案。
Limitations on the indistinguishability of photons from remote solid state sources
在目前的工作中，我们推导出一种形式主义，可用于预测和解释的时间结构和可实现的双光子干涉（TPI）实验，使用光子从两个单独的来源。该治疗特别解决了来自固态量子发射器的光子，这些光子通常受到纯失相（PD）和光谱扩散（SD）的影响。因此，它包括相位和发射频率抖动的影响，除了不同的辐射寿命和相对的光谱失谐的影响。虽然治疗主要是针对干涉实验后，宏欧曼德尔（HOM），我们还提供了适用于任意线性光闸，这依赖于TPI的广义方程。
N-slit interference: Path integrals, Bohmian trajectories
路径积分给出了详细计算粒子从粒子源通过狭缝光栅并进一步到达探测器的路径的可能性。粒子通过高斯狭缝的路径积分产生高斯波包。在N个狭缝上制备的波包叠加在一起，在近场区产生干涉图样。它在由发散的主射线表示的远场区中转化为衍射，在该远场区中，所有射线被（N-2）条辅助射线彼此分隔。N缝光栅近场区的玻姆轨迹呈波浪状。它们在远场区变成直线。轨迹在干涉Talbot地毯上显示出Z字形行为（粒子波长与狭缝之间的距离的比率远小于1并且N>>1）。通过散射单色中子（波长=0.5 nm）模拟来自N狭缝光栅的干涉。我们还考虑了在富勒烯分子的N狭缝光栅上散射时产生的干涉条纹的模拟（根据电子印刷品1001.0468中所述的真实实验）。
Quantum signatures and semiclassical limitations in the transmission of Fock states
本文研究了福克态通过倒置振子势垒的传输，探讨了经典方法在捕捉量子干涉方面的局限性，并指出塞曼方法无法描述Wigner函数负性带来的短时间平台效应。
Strong-field spatial interference in a tailored electromagnetic bath
被规则结构的原子散射的光可以表现出干涉特征，类似于经典的双缝。然而，这些一阶干涉在强光下消失，限制了潜在的应用。在这里，我们展示了如何克服这些限制，在强场量子干涉。首先，我们通过一个具有合适频率依赖性的定制电磁浴来恢复强场中的一阶干涉。在强驱动下，不同光谱带的光学性质是不同的，从而扩展了可观测量的集合。我们进一步表明，对于双光子探测器，例如，在光刻中，与弱场情况相比，增加场强度导致二阶干涉图案的空间分辨率的两倍。
Totally Destructive Many-Particle Interference
在一个一般的，多模散射设置，我们展示了如何排列对称的多粒子输入状态确定那些散射幺正表现出严格抑制多粒子跃迁事件。我们制定纯粹的代数抑制法，确定这些事件，并表明，在其起源的多粒子干扰弱无序和不完善的不可分割性的干扰粒子下是强大的。最后，我们证明了所有的抑制法，到目前为止，在文献中描述的嵌入在一般框架，我们在这里介绍。
Theory of near-field matter wave interference beyond the eikonal approximation
对Talbot-Lau干涉与物质波的关系进行了广义描述，该描述考虑了任意光栅相互作用和真实光束特性。光束粒子和光学元件之间的色散相互作用强烈地影响这种近场效应中的干涉图案，并且已知如果使用越来越大质量和复杂的粒子，则会主导条纹可见度。我们结合半经典散射理论和相空间公式，给出了光栅相互作用过程的一般描述。它有助于系统地改善程函近似使用到目前为止，并评估其制度的有效性。
The physics of thermal light second-order interference beyond coherence
最近在V. Tamma和J. Seiler，New J.Phys.18，032002（2016）中介绍了一种新型的热光干涉仪。在这里，两个经典的相关光束，通过光束分裂的热光束，通过两个不平衡的马赫-曾德尔干涉仪传播。值得注意的是，在两个干涉仪中的长路径和短路径之间的二阶干涉被预测为独立于原则上长路径和短路径之间的长度差超出源的相干长度有多远。这种现象似乎与我们对二阶相干性的普遍理解相矛盾。我们在这里提供了一个简单的描述的物理基础，这种效果的双光子干涉。
Direct observation of phase sensitive Hong-Ou-Mandel interference
单个光子的质量和它们的干扰能力传统上通过测量Hong-Ou-Mandel光子聚束效应来测试。然而，这种相位不敏感的测量仅测试量子干涉的粒子方面。出于这些限制，我们制定了一个证人能够认识到两个光子从一组测量的质量和相干性。我们利用条件非经典压缩，这是敏感的质量的单光子和他们的不可压缩性，我们表明，它可以用来直接揭示粒子和波方面的量子干涉。最后，我们实验测试证人将其应用到一对独立的单光子产生的需求。
Frequency-domain Hong-Ou-Mandel interference
Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉揭示了无法相互区分的相同粒子的独特行为。特别是对于玻色子，两个分离的相同粒子通过分束器总是一起进入其中一个输出端口，但其他粒子包括费米子或经典粒子的情况并非如此。到目前为止，量子物理和信息的许多基本性质已经通过级联HOM效应被发现，这已经在光子和最近在等离子体激元，原子和声子中得到证实。然而，所有的演示在光学区域采用两个粒子在不同的空间模式。在这里，我们首先报告的HOM干涉的两个光子在一个单一的空间模式与不同的频率（能量），通过使用部分频率转换。所展示的频域干涉仪使我们能够通过光频复用来取代空间光路，这开辟了量子干涉术的独特架构。
Enantiomer superpositions from matter-wave interference of chiral molecules
分子物质波干涉术使操纵复杂分子内部机械运动的新策略成为可能。在这里，我们展示了如何手性分子可以制备在量子叠加的两个对映异构体的远场物质波衍射和如何产生的隧道动力学可以观察到。我们确定的振转相位平均的影响，并提出了一个设置为传感对映体依赖的力量，宇称违反弱相互作用，和环境诱导的超选择的手，建议解决洪德悖论。使用从头计算隧道计算，我们确定[4]-螺烯衍生物作为有前途的候选人，以实现与国家的最先进的技术的建议。这项工作为手性分子的量子传感和计量学打开了大门。
Entangled Two-Photon Absorption in Cesium Atoms and the Limitations of the Far-Off-Resonance Approximation
研究铯原子中纠缠双光子吸收（ETPA）过程，通过考虑中间态和退相干效应，比较有无远失谐近似下的截面，发现无近似时增强因子可达~500，揭示了近似在计算ETPA截面时的局限性。
Conformer-selection by matter-wave interference
我们建立了近共振紫外光栅的物质波干涉可以用来空间分离复杂分子的各个构象。我们的计算表明，所制备的光束的构象纯度可以接近100%，所有的分子保持在其电子基态。所提出的技术不依赖于分子的偶极矩和自旋，因此为碳氢化合物和生物分子（如神经递质和激素）的结构敏感实验铺平了道路，迄今为止，这些实验避免了符合纯分离
Entanglement of distant electron interference experiments
考虑两个相距较远的电子干涉实验。它们被同一个源产生的相关非经典电磁场照射。在这种情况下，相位因子是算子，并且它们相对于电磁场的密度矩阵的期望值量化了观察到的电子条纹。相关光子在观测到的电子强度之间产生相关性。这两种情况下的经典相关（可分离）和量子力学相关（纠缠）的电磁场被认为是。结果表明，远距离电子干涉之间的诱导关联是敏感的辐射光子之间的相关性的性质。
Coherent interference effects in a nano-assembled optical cavity-QED system
含有NV色心的金刚石纳米晶体被定位在使用光纤锥的高Q SiO2微盘腔的近场中，具有100纳米尺度的精度。研究了腔修正的双光子荧光，在远场发射光谱中观察到类Fano量子干涉特征。提出了该系统的量子光学模型，由此估算出在接近最佳位置的情况下，NV-零声子线到微盘的相干耦合速率为28 MHz。
Modeling of Far-Field Quantum Coherence by Dielectric Bodies Based on the Volume Integral Equation Method
本文提出一种统一的理论-数值框架，用于计算任意无损耗介电散射体的远场双光子相关函数和时域重合计数，通过多通道散射公式实现双入射通道到双远场检测模式的映射，揭示量子干涉的强角依赖性及其对HOM凹陷可见度的直接影响。
Interference of the scattered vector light fields from two optically levitated nanoparticles
我们实验研究了真空中两个光学悬浮纳米颗粒的偶极散射光的干涉，真空中呈现出没有颗粒与基底相互作用的环境。我们用与捕获激光束的传播正交的线偏振探测光束照射两个被捕获的纳米颗粒。来自纳米颗粒的散射光由高数值孔径（NA）物镜收集并成像。观察到了矢量光散射在像空间和傅里叶空间中不同偶极子取向的干涉条纹。特别地，两个具有偏振涡旋的散射光场的干涉条纹显示了两个纳米颗粒中心区域内外的干涉条纹在像空间中的π位移。据我们所知，这是第一次在实验上观测到自由空间中两个偶极子散射矢量光场的干涉。本工作还提供了一种简单直接的方法来确定光学悬浮纳米颗粒之间的空间尺度的干涉条纹。
Two-photon interference: the Hong-Ou-Mandel effect
近30年前，双光子干涉被观测到，标志着一个新的量子时代的开始。事实上，双光子干涉没有经典的类似物，这使它在一系列应用中具有明显的优势。量子物理学的特性现在可以用来帮助我们超越经典计算，安全地传递信息，模拟高度复杂的物理系统，并提高精确测量的灵敏度。这种从经典物理到量子物理的分离促使物理学家研究费米子和玻色子量子物体的双粒子干涉。到目前为止，除了等离子体激元之外，还观察到了大质量粒子（例如电子和原子）的两粒子干涉，证明了这种效应对更大、更复杂的量子系统的影响程度。这种量子效应的一系列新的应用在未来是可以预期的。因此，本综述将涵盖的进展和应用的双光子（两个粒子）干涉在过去的三十年。
Observation of PT-symmetric quantum interference
宇称-时间（PT）对称量子力学是传统厄米量子力学的复杂扩展，其中物理观测量具有实本征值谱。然而，到目前为止，PT对称性的真正量子性质的实验证明一直难以捉摸，因为迄今为止只利用了单粒子物理学。在我们的工作中，我们证明了PT对称系统中的两粒子量子干涉。我们采用集成的光子波导揭示，PT对称聚束的不可区分的光子显示出强烈的违反直觉的功能。我们证实了我们的实验结果，通过模拟系统的量子主方程，我们用李代数方法解析求解。我们的工作为非定域PT对称量子力学作为未来量子器件的一种新的构建模块铺平了道路。
Interference-induced enhancement of intensity and energy of a multimode quantum optical field by a subwavelength array of coherent light sources
最近，我们已经表明了一种机制，可以提供一个很大的传输增强的光波通过亚波长孔径阵列在薄金属薄膜中不是由等离子体极化激元波，但衍射波（由孔径产生的光束）在放置在远场区的检测器的建设性干涉。我们现在提出一个量子模型的重新表述。导出了多模量子光场的强度和能量的干涉增强的哈密顿量。这样的场可以例如由相干光源的亚波长阵列产生。
Interference between Quantum Paths in Coherent Kapitza-Dirac Effect
在Kapitza-Dirac效应中，原子、分子或快速电子被衍射离开由两个反向传播的激光场产生的光强的驻波光栅。在超快电子光学中，这种相干分束器为超快光束整形提供了有趣的前景。在这里，我们研究，分析和数值计算，两个激光场之间的倾斜角脉冲，低能电子束的衍射的效果。对于足够高的光强度，我们观察到丰富多样的复杂衍射图案。这些不仅反映了由激光场的不同矢量分量形成的强度光栅散射的电子之间的干涉。对于一定的光强度和电子速度，它们也可能是由这些有质动力散射与直接光吸收和受激发射过程之间的干涉引起的，而这通常是远场光所禁止的。我们的研究结果可能会打开前景的相干操纵和控制的超快电子束的自由空间光。
Quantum suppression of cold reactions far from the s-wave energy limit
该研究首次在多部分波范围内观察到量子干涉抑制冷反应，揭示了量子效应在超冷极限外的化学反应中的关键作用。
Interference in Atomic Magnetometry
原子磁力计是一种高灵敏度的磁场探测器，它可以监测原子蒸气的宏观磁矩的演化，并在生物、物理和化学科学中开辟了新的应用。然而，原子磁力计的性能通常受到隐藏的系统效应的限制，这些系统效应可能导致各种应用的误诊，例如，核磁共振和生物磁学。在这项工作中，我们发现了一个迄今无法解释的原子磁力计的干扰效应，这会导致一个重要的系统效应，大大恶化测量磁场的准确性。我们提出了一个标准的方法来检测和表征的干扰效应，但不限于，原子磁力计。作为我们工作的应用，我们考虑了干扰效应在核磁共振结构测定和脑电生理症状定位中的作用，表明考虑干扰效应有助于提高测量精度。通过我们的实验，我们确实发现我们的预测和超低场NMR谱中共振线的非对称振幅之间有很好的一致性-这种效应迄今为止还没有被理解。我们预期，我们的工作将刺激有趣的新的研究磁干扰现象在广泛的磁强计及其应用。
Interference of Identical Particles and the Quantum Work Distribution
处于限制势中的量子力学粒子在经历远离热平衡的热力学过程时会相互干扰。通过计算多粒子本征态之间相应的跃迁概率，我们得到了量子功分布函数，对于相同的玻色子和费米子，我们与可区分粒子的情况进行了比较。我们发现玻色子和费米子的量子功分布在低温下有很大的不同，而正如预期的那样，在高温下的工作分布收敛到经典的表达。这些发现说明了两个解析可解的例子，即含时无限方阱和参量谐振子。
Observation of Transient Momentum-Space Interference During Scattering of a Condensate From an Optical Barrier
散射理论传统上处理远离实际散射事件的系统的渐近行为。在这里，我们提出了一个非相互作用的87-Rb原子凝聚物的一维散射的非渐近制度，碰撞动力学仍在进行中的势垒的实验研究。我们发现，对于近透明的障碍，有两个不同的瞬态散射效应，产生和显着改变的动量分布在碰撞过程中：减速的波包组件中碰撞，和入射和透射部分的波包之间的干扰。这两种效应导致动量的重新分布，从而产生丰富的干涉图案，其可用于执行单粒子相轮廓的重建。
Different Types of Coherence: Young-type Interference versus Dicke Superradiance
迪克超辐射，即，相干辐射的增强的自发发射通常归因于由同步偶极子相干同相振荡所发射的辐射。与此同时，Dicke推导了超辐射假设原子处于纠缠Dicke态，不显示任何偶极矩。为了揭示这一明显的悖论，我们研究了两个相同的二能级原子在纠缠Dicke态或可分离的原子态与非零的偶极矩所产生的强度分布。我们发现，这两种配置产生类似的远场强度模式，但是，从根本上不同类型的相干性：而在第二种情况下，原子显示的单个粒子之间的相干性，导致杨型干涉已知从经典偶极子，原子在迪克状态具有集体相干性，导致增强的自发发射。这表明同步偶极产生的辐射和迪克超辐射是根本不同的现象，必须以不同的方式解释。
Nonlinear Interference effect for Optical Clocks in Yb Atoms
本文研究了双光子吸收共振现象。我们在两个不同频谱的准共振激光场作用下，研究了具有共同上能级、两个下长寿命能级的三能级系统中的这一现象。结果表明，在双光子共振频率下，离吸收线较远处的吸收系数具有较大的振幅和较窄的宽度。两个较低电平之间的频率差是光学时钟的跃迁频率。与电磁感应透明相比，这种共振对噪声分量和探测场的影响不太敏感。双光子共振的斯塔克位移可以通过改变探测场的振幅来抵消和减小。我们建议使用一个额外的窄线激光器来稳定光学时钟的频率，以获得亚赫兹范围内的线。
Scalable High-Rate Twin-Field Quantum Key Distribution Networks without Constraint of Probability and Intensity
提出一种双光子双场量子密钥分发协议，通过非干涉编码模式与双光子干涉消除强度与概率约束，在四用户网络仿真中显著提升了密钥率并突破无中继密钥容量限制。
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