Modified dipole-dipole interaction and dissipation in an atomic ensemble near surfaces
Modified dipole-dipole interaction and dissipation in an atomic ensemble near surfaces
复制标题
近表面原子系综中改进的偶极子相互作用和耗散
DOI：
10.1103/physreva.97.053841
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发表时间：
2018
影响因子：
2.9
通讯作者：
Jones R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jones R
我们研究当密集原子集合放置在金属或介电表面附近或之间时，如何改变它们的辐射特性。如果原子之间的平均间距与散射光子的波长相当或小于散射光子的波长，则与辐射场的耦合会基于虚拟光子的原子间交换引起长程相干相互作用。此外，已知光子返回电磁场的非相干散射是一个多体过程，其特征是出现超辐射和次辐射发射模式。通过改变辐射场特性，在这种情况下，通过考虑原子靠近金属或电介质表面的层状介质，可以显着改变这些散射特性。我们对这些影响进行了详细研究，重点关注实验相关的参数体系。我们在量子信息存储的背景下完成了一个特定的应用，其中附近表面的存在被证明可以增加在一维链上传输的原子激发的存储时间。
We study how the radiative properties of a dense ensemble of atoms can be modified when they are placed near or between metallic or dielectric surfaces. If the average separation between the atoms is comparable or smaller than the wavelength of the scattered photons, the coupling to the radiation field induces long-range coherent interactions based on the interatomic exchange of virtual photons. Moreover, the incoherent scattering of photons back to the electromagnetic field is known to be a many-body process, characterized by the appearance of superradiant and subradiant emission modes. By changing the radiation field properties, in this case by considering a layered medium where the atoms are near metallic or dielectric surfaces, these scattering properties can be dramatically modified. We perform a detailed study of these effects, with focus on experimentally relevant parameter regimes. We finish with a specific application in the context of quantum information storage, where the presence of a nearby surface is shown to increase the storage time of an atomic excitation that is transported across a one-dimensional chain.
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