super- y sub-radianza con átomos alrededor de una
TRANSCRIPT
![Page 1: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/1.jpg)
Reunión Anual de la Division de Información Cuántica Sociedad Mexicana de Física,
San Luis Potosí, UNAM, México Septiembre 2017
Luis A. Orozco www.jqi.umd.edu
Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una
nanofibra óptica.
![Page 2: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/2.jpg)
Estudiandes de postgrado: J. A. Grover, J. E. Hoffman, B. D. Patterson.
S. Ravets (I. d’Optique), P. Solano, Estudiantes de pregrado:
U. Chukwu, C. Ebongue, E. Fenton, B. Friedman, X. Gutierrez, A. Kahn, P. Kordell, E. Magnan, A. Preciado, J. D. Wong-Campos, A. Wood.
Profesores e Investigadores: P. Barberis Blostein, H. J. Carmichael, F. K.
Fatemi, L. A. Orozco, W. D. Phillips, S. L. Rolston
Instituciones: University of Maryland, University of Auckalnd, Institute D’Optique, National Institute of Standards and Technology, Army Research
Laboratory, Universidad Nacional Autónoma de México.
Apoyo económico: Atomtronics MURI from ARO, DARPA, the Fulbright Foundation, NSF, NSF through PFC@JQI, JQI, and ONR.
![Page 3: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/3.jpg)
Christiane Xavier
5 2013
Jeff, Krysten Peter Uchenna Pablo, Jonathan, David
Eliot Alan
6 2015
Sylvain
Jonathan Jeff
3 2012
El Equipo
Adnan
9 2015
Pablo Jeff
10 2014
1 2016 Burkley
Eric
7 2014
![Page 4: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/4.jpg)
Artículo de revisión: P. Solano, J. A. Grover, J. E. Hoffman, S. Ravets, F. K. Fatemi, L. A. Orozco, and S. L. Rolston “Optical Nanofibers: A New Platform for Quantum Optics”. Advances in Atomic Molecular and Optical Physics, Vol. 46, 355-403, Edited by E. Arimondo, C. C. Lin, and S. F. Yelin, Academic Press, Burlington (2017). ArXiv:1703.10533
![Page 5: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/5.jpg)
Nanofibras ópticas
![Page 6: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/6.jpg)
La escala
![Page 7: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/7.jpg)
Nanofibras ópticas
λ=780 nm
![Page 8: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/8.jpg)
Acoplamiento normal
: átomo, dipolo
“Sombra” del átomo de dos niveles, igual a un dipolo clásico.
Sección eficaz σ = 3λ2/2π Energía de un dipolo d en un campo eléctrico E:
H int =!d •!E
!d = e Ψi
!r Ψ f
Operador MC dipolo:
![Page 9: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/9.jpg)
Tasa de decaimiento (Regla de oro de Fermi)
rad
Densidad de modos Interacción
![Page 10: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/10.jpg)
Densidad de modos en 1D
Decaimiento en la nanofibra
![Page 11: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/11.jpg)
Proporcional al campo eléctrico del modo guiado.
Densidad de modos en 1D
Decaimiento en la nanofibra
![Page 12: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/12.jpg)
Modificación de la tasa de decaimiento
![Page 13: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/13.jpg)
Acoplamiento evanescente
No a escala
: átomo o dipolo
![Page 14: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/14.jpg)
γ rad
γ1D No a escala
γTot = γ rad +γ1D
Acoplamiento evanescente
![Page 15: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/15.jpg)
γ rad
γ1D No a escala
γTot = γ rad +γ1D
γ0 γTot ≠ γ0
Acoplamiento evanescente
![Page 16: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/16.jpg)
No a escala
OD1(!r ) = σ 0
Aef (!r )
0 50 100 150 200 2500.00
0.05
0.10
0.15
r (nm)
σ 0/Aeff
Densidad óptica (OD) en la nanofibra
![Page 17: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/17.jpg)
No a escala
0 50 100 150 200 2500.00
0.05
0.10
0.15
r (nm)
σ 0/AeffA 50 nm de la
superficie un átomo puede bloquear el 10%de la luz
Densidad óptica (OD) en la nanofibra
OD1(!r ) = σ 0
Aef (!r )
![Page 18: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/18.jpg)
Mejoría del acoplamiento
No a escala
γ rad
γ1D
α =γ1Dγ0
![Page 19: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/19.jpg)
No a escala
Aef (!r ) = P
I(!r )
α(!r ) = γ1D (!r )
γ0=1nef
σ 0
Aef (!r )=1nef
OD1(!r )
OD y mejoría del acoplamiento
![Page 20: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/20.jpg)
Eficiencia del acoplamiento
β =γ1DγTot
No a escala
γ rad
γ1D
![Page 21: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/21.jpg)
C1 =β
(1−β)=γ1Dγ rad
No a escala
γ rad
γ1D
Cooperatividad
![Page 22: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/22.jpg)
α =γ1Dγ0
Usar átomos sin atrapar
Acoplamiento de átomos atrapados, con diferentes intensidades
trampa JQI
![Page 23: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/23.jpg)
Efecto Purcell
![Page 24: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/24.jpg)
Si un dipolo está en una cavidad con
dimensiones l y volumen l 3 y su
longitud de onda es tal que λ>l/2 el dipolo no emite. Inhibicion de emisión espontanea
![Page 25: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/25.jpg)
Factor de Purcell
FP =γ totγ0
=γ rad +γ1D
γ0=αβ
No a escala
γ rad
γ1D
Cambio en la tasa de emisión espontanea
γ0
γ tot ≠ γ0
![Page 26: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/26.jpg)
Factor de Purcell
FP >1
No a escala
γ rad
γ1D
FP <1
Incremento de la emisión espontanea
Inhibición de la emisión espontanea
![Page 27: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/27.jpg)
¿Cómo modifica la presencia de una nanofibra la tasa de emisión espontanea de
un átomo cerca de ella? (Efecto Purcell)
![Page 28: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/28.jpg)
El experimento
Medimos la tasa de decaimiento de átomos de 87Rb en la lína D2 usando Time Correlated Single
Photon Counting (TCSPC).
![Page 29: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/29.jpg)
Proporcional al campo eléctrico del modo guiado:
Densidad de modos en 1D
Tasa de decaimiento en el modo de la nanofibra
![Page 30: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/30.jpg)
Proporcional al campo elécgtrico del modo radiado.
Tasa de decaimiento modificada
![Page 31: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/31.jpg)
Efecto de una superficie dieléctrica
Dipolos inducidos (imágenes)
![Page 32: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/32.jpg)
Δ
Efecto de una superficie dieléctrica
Reflección de la segunda superficie
![Page 33: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/33.jpg)
����������
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Atom-Surface Distance in units of λ
τ rad/τ0 τ∥
τ⊥
Efecto de una superficie dieléctrica
![Page 34: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/34.jpg)
Distribución de la densidad de átomos alrededor
![Page 35: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/35.jpg)
ρ(r
), p ab
s(r), α
(r)
(arb
.uni
ts)
Atom-surface distance (nm)0 50 100 150 200 250
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Densidad de los átomos
Modo de la nanofibra
Corrimiento Van der Walls
Distribución de los átomos
Distribución de los átomos
![Page 36: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/36.jpg)
����������
1.0
1.2
1.4
1.6
Efecto Purcell de una nanofibra
![Page 37: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/37.jpg)
����������
0.9
1.0
1.1
1.2
Efecto Purcell de una nanofibra
![Page 38: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/38.jpg)
����������
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
1.10
Efecto Purcell de una nanofibra
![Page 39: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/39.jpg)
Esquema del aparato
![Page 40: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/40.jpg)
Secuencia temporal
![Page 41: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/41.jpg)
Orientando los dipolos
Polarización de la sonda (H)
Probe
Vertically
Polarized
Probe
Horizontally
Polarized
Nanofiber Nanofiber
Atomic
Dipoles
Atomic
Dipoles
![Page 42: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/42.jpg)
Orientando los dipolos
Polarización de la sonda (V)
Probe
Vertically
Polarized
Probe
Horizontally
Polarized
Nanofiber Nanofiber
Atomic
Dipoles
Atomic
Dipoles
![Page 43: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/43.jpg)
0 20 40 60 80 100 120 140
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
time (ns)
Log 10ofthecountsrate
γ0
![Page 44: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/44.jpg)
Probe
Vertically
Polarized
Probe
Horizontally
Polarized
Nanofiber Nanofiber
Atomic
Dipoles
Atomic
Dipoles
0 20 40 60 80 100 120 140
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
time (ns)
Log 10ofthecountsrate
![Page 45: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/45.jpg)
Probe
Vertically
Polarized
Probe
Horizontally
Polarized
Nanofiber Nanofiber
Atomic
Dipoles
Atomic
Dipoles
0 20 40 60 80 100 120 140
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
time (ns)
Log 10ofthecountsrate
![Page 46: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/46.jpg)
0 20 40 60 80 100 120 140
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
time (ns)
Log 10ofthecountsrate
![Page 47: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/47.jpg)
FDTD y prediciones de la expansión de modos
![Page 48: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/48.jpg)
Resultados
![Page 49: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/49.jpg)
Estados colectivos e interaciones de rango
infinito.
![Page 50: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/50.jpg)
Super- and Sub-radianza (una explicación clásica)
“Cuando dos tubos de órgano del mismo tono permanecen uno al lado del otro, se producen complicaciones que con frecuencia dan problemas en la práctica. En casos extremos, los tubos pueden casi silenciarse mutuamente. Incluso cuando la influencia mutua es más moderada, puede llegar incluso a provocar que los tubos hablen en absoluto unísono, a pesar de las inevitables pequeñas diferencias.”
Lord Rayleigh (1877) en “La teoría del sonido".
![Page 51: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/51.jpg)
P = εΔt
= IA⇒Δt = εIA
Super- y Sub-radianza (explicación clásica)
Para N dipolos ε⇒ Nε
![Page 52: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/52.jpg)
I = E02= I0
Δt = τ 0
Radianza normal
ℜe{E}
ℑm{E}
Super- y Sub-radianza (explicación clásica)
![Page 53: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/53.jpg)
I = E02= I0 I = 4I0
Δt = τ 0 Δt = 12τ 0
ℜe{E}
ℑm{E}
Normal radiance Super-radiance
ℜe{E}
ℑm{E}
Super- y Sub-radianza (explicación clásica)
![Page 54: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/54.jpg)
I = E02= I0 I = 4I0 I = 0
Δt = τ 0 Δt = 12τ 0 Δt =∞
ℜe{E}
ℑm{E}
Radianza normal Super-radianza Sub-radianza
ℑm{E}
ℜe{E}ℜe{E}
ℑm{E}
Super- y Sub-radianza (explicación clásica)
![Page 55: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/55.jpg)
Δt = τ 0 Δt = 12τ 0 Δt =∞
ℜe{E}
ℑm{E}
Radianza normal Super-radianza Sub-radianza
ℑm{E}
ℜe{E}ℜe{E}
ℑm{E}
ge + eg ge − eg
Super- y Sub-radianza (explicación cuántica)
![Page 56: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/56.jpg)
Δt = 12τ 0 Δt =∞
ℜe{E}
ℑm{E}
Super-radianza Sub-radianza
ℑm{E}
ℜe{E}
ge + eg ge − eg
Super- y sub-radianza son efectos de
interferencia
Super- y Sub-radianza (explicación cuántica)
![Page 57: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/57.jpg)
Vfree ∝exp(ikr)kr
Dipolos interactuando
Ω12 ∝coskrkr
γ12 ∝sinkrkr
![Page 58: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/58.jpg)
Vfree ∝exp(ikr)kr
Ω12 ∝coskrkr
γ12 ∝sinkrkr
Si los átomos están muy cerca diverge.
Si los átomos estan muy lejos este término va a zero.
Dipolos interactuando
![Page 59: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/59.jpg)
Vfree ∝exp(ikr)kr
Ω12 ∝coskrkr
γ12 ∝sinkrkr
Los átomos deben estar cera, pero no tanto, lo cual limita a N.
⋅ ⋅ ⋅N
Dipolos interactuando
![Page 60: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/60.jpg)
Interacciones de rango infinito
Vfree ∝exp(ikr)kr
V1D ∝ exp(ikr)
![Page 61: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/61.jpg)
Interacciones de rango infinito
Vfree ∝exp(ikr)kr
V1D ∝ exp(ikr)
![Page 62: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/62.jpg)
V1D ∝ exp(ikr)
Ω12 ∝ sinkz
γ12 ∝ coskz
El límite es ahora cuantos átomos pueden ponerse dentro
de la longitud de coerencia asociada con el decaimiento
espontaneo.
Interacciones de rango infinito
![Page 63: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/63.jpg)
Observación de interaccciones de rango
infinito
![Page 64: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/64.jpg)
Sonda
La idea tras el experimento
![Page 65: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/65.jpg)
Sonda
Buscar modificaciones de la vida media de un grupo de átomos arlededor de la nanofibra. La
sub y super-radianza dependen de la fase entre los atomos comunicados por un modo común.
![Page 66: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/66.jpg)
Aparato
![Page 67: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/67.jpg)
Aparato
1 mm
![Page 68: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/68.jpg)
Selección de una distancia de los átomos a la fibra:
No a escala
0 50 100 150 200 2500.00
0.05
0.10
0.15
r (nm)
σ 0/Aeff
α(!r )∝ σ 0
A(!r )
![Page 69: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/69.jpg)
F=1
F=2
F’=2F’=3
F’=1F’=0
Desbombeo Re-bombeo
Sonda
Desbombeo
Sonda
Re-bombeo
Preparación de los átomos
![Page 70: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/70.jpg)
F=1
F=2
F’=2F’=3
F’=1F’=0
20 30 40 50 60 70-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
Atom-surface position [nm]
Frecuencyshift
[MHz] Δ
Δ
Desbombeo Re-bombeo
Sonda
Preparación de los átomos
![Page 71: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/71.jpg)
0 50 100 150 200 2500.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Atom-surface distance (nm)
Densitydistribution(arb.unit)
Distribución de los átomos con bombeo óptico
Preparación de los átomos
![Page 72: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/72.jpg)
-4
-3
-2
-1
0
Log 10
cou
nt r
ate
0 5 10 15 20 25 30t/τ
0
Dos vidas medias diferentes
![Page 73: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/73.jpg)
-4
-3
-2
-1
0
Log 10
cou
nt r
ate
0 5 10 15 20 25 30t/τ
0
τ ≈ 7.7τ 0
τ ≈ 0.9τ 0
Dos vidas medias diferentes
![Page 74: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/74.jpg)
τ ≈ 7.7τ 0
τ ≈ 0.9τ 0
-4
-3
-2
-1
0
Log 10
cou
nt r
ate
0 5 10 15 20 25 30t/τ
0
Dos vidas medias diferentes
![Page 75: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/75.jpg)
Subradianza contra atrapamiento de radiación
⋅ ⋅ ⋅N
![Page 76: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/76.jpg)
τ ∝OD2 Δ( )El atrapamiento de la radiación depende de la
densidad óptica OD, la cual depende de la frecuancia de excitación
Subradianza contra atrapamiento de radiación
![Page 77: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/77.jpg)
Tiempo de decaimpiento vs desencaje
![Page 78: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/78.jpg)
-4
-3
-2
-1
0
Log 10
cou
nt r
ate
0 5 10 15 20 25 30t/τ
0
τ ≈ 7.7τ 0
τ ≈ 0.9τ 0
Dos vidas medias diferentes
![Page 79: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/79.jpg)
Dependencia en N
γsup = γ rad + Nγ1D
![Page 80: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/80.jpg)
Medición de N
-20 -10 0 10 200.6
0.7
0.8
0.9
1.0
frequency (MHz)
Transmission
Sonda
OD = N ⋅OD1(!r0 )
![Page 81: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/81.jpg)
Comparación con teoría
-4
-3
-2
-1
0
Log 10
nor
mal
ized
cou
nt ra
te
-4-2024
Nor
mal
ized
Res
idua
ls
(a)
(b)
0
-1
-2
-3
-4
t/τ0
0 5 10 15 20 25 30
0 5 10 15 20
t/τ0
Log 10
nor
mal
ized
cou
nt ra
te
![Page 82: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/82.jpg)
Dependencia de N en superadianza
![Page 83: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/83.jpg)
Muy baja densidad atómica favorece las interacciones de
largo alcance
Interacciones de largo alcance
![Page 84: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/84.jpg)
nanofibra
MOT izquierdo
Dos trampas de átomos (MOT)
MOT derecho
≈ 400λ
![Page 85: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/85.jpg)
MOT derecho
MOT izquierdo
Ambos MOTs
Evidencia de interacciones de largo alcance
![Page 86: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/86.jpg)
Summario
• Observación de correlaciones cuánticas y clásicas.
• Medición del efecto Purcell en la vecindad de la nanofibra y su dependencia en la polarización de la sonda
• Medicion de efectos colectivos subradianza y superradiancia con evidencia de interacciones de largo alcance.
• Preguntas interesantes respeco a la física de muchos cuerpos sin la aproximación de Markov.
![Page 87: Super- y sub-radianza con átomos alrededor de una](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022051813/62823a3c80a8dd21643730f4/html5/thumbnails/87.jpg)
88
Gracias