Speaker: Bence Gábor (Wigner RCP)
Title: Lézerrel hajtott hideg atomok kollektív viselkedése optikai rezonátorban (PhD házivédés)
Date: Tuesday 7. 2025. January, 14:00
Place: KFKI Campus, Bldg 1, Conference room
Abstract:
Kutatásom során nagy jósági tényezőjű optikai rezonátorhoz csatolt hideg rubídium-87 atomok rendszerét vizsgáltam elméleti és kísérleti módszerekkel.
Külső lézeres gerjesztések intenzitásaival vezérelt, hajtott-veszteséges fázisátalakulást mutattam ki atomok hiperfinom állapotai között, optikai rezonátorban. A fázisdiagram elkülönülő sötét és világos fázisokat mutat, köztük bistabil tartománnyal. Az átalakulást kísérletileg is megfigyeltem, kimérve a bistabilitáshoz tartozó hiszterézisgörbéket. [1]
E rendszer elméleti kiterjesztéseként megalkottam egy olyan modellt, amely a bistabilitásban extrém tulajdonságokhoz vezet. A fázisdiagramok különböző kooperativitás-paraméterek mellett – vagyis végesméret-skálázásban – azt mutatják, hogy a termodinamikai határesetben tiszta kvantumállapotokkal megvalósított fázisok együtt létezhetnek a kontrollparaméterek széles tartományában. [2]
Hideg rubídiumatomok szubradiáns sokaságát a rezonátor tengelyére merőleges irányból megvilágítva, a fotonzaj vákuum-Rabi-felhasadást mutató spektrumának mérésével kimutattam a kollektív erős csatolást az atomok és a rezonátor között, valamint igazoltam a szubradianciát az atomok számának változtatásával. [3]
Előadásomban olyan kísérleti és elméleti eredményekről adok számot, melyek hozzájárulnak a hajtott-veszteséges kvantumrendszerek mélyebb megértéséhez, és alkalmazási lehetőséget kínálnak a kvantuminformáció-tárolás terén.
[1] B. Gábor, D. Nagy, A. Dombi, T. W. Clark, F. I. B. Williams, K. V. Adwaith, A. Vukics, and P. Domokos. “Ground-state bistability of cold atoms in a cavity”. In: Phys. Rev. A 107 (2 Feb. 2023), p. 023713. DOI: 10.1103/PhysRevA.107. 023713.
[2] B. Gábor, D. Nagy, A. Vukics, and P. Domokos. “Quantum bistability in the hyperfine ground state of atoms”. In: Phys. Rev. Res. 5 (4 Dec. 2023), p. L042038. DOI: 10.1103/PhysRevResearch.5.L042038.
[3] B. Gábor, K. V. Adwaith, D. Varga, B. Sárközi, A. Dombi, T. W. Clark, F. I. B. Williams, D. Nagy, A. Vukics, and P. Domokos. Demonstration of strong coupling of a subradiant atom array to a cavity vacuum. Under review at Communications Physics. 2024. arXiv: 2408.17079 [quant-ph].
