Propagerande fononer och fotoner och deras växelverkan med kvantbitar

Forskningsprojekt, 2015 – 2018

Kvantoptik och kvantelektrodynamik (QED) studerar samspelet mellan ljus och materia. Detta görs traditionellt med laserljus och atomer. För tio år sedan, startade en ny forskningsgren som kallas krets - QED. Här låter man mikrovågor samverka med konstgjorda atomer som är gjorda av supraledande kretsar på ett microchip. De flesta experiment inom krets-QED har använt resonatorer för att undersöka ljuspartiklar (mikrovågsfotoner) och ge dem möjlighet att växelverka med de konstgjorda atomer. På senare tid har ett antal grupper inklusive vår, börjat undersöka artificiella atomer i öppna vågledare där fotoner rör sig fritt. Detta har gjort det möjligt att demonstrera ett antal atomifysikaliska fenomen med dessa artificiella atomer. I denna ansökan föreslår vi att fortsätta vårt mycket framgångsrika projekt på flygande fotoner och även flygande fononer, dvs ljudpartiklar För två år sedan visade vi att ytakustiska ljudvågor kan studeras på den enfononnivå. Mycket nyligen har vi dessutom visat hur dessa fononer kan växelverkan med med artificiella atomer. Detta öppnar en ny dörr där de unika egenskaperna hos de flygande fononerna kan användas för att undersöka helt nya fysikaliska fenomen. Vi kommer också att arbeta med nya fotonexperimenten . Kretsen - QED ger oss möjlighet att studera en atom framför en spegel på ett mycket enkelt sätt . Framför allt kan vi studera hur vakuumfluktuationer ändrar energinivåerna hos atomen. Detta är direkt relaterad till den så kallade Casimir - Polder kraften. Vi kommer dessutom att undersöka öppna ledningar med flera atomer, och studera kollektiva fenomen som Dicke-tillstånd och och superradians . I det här projektet siktar på följande specifika mål : 1) Fånga en enda fonon i flykten 2) Undersöka atom-fonon växelverkan för en atom som ör längre än fondens våglängd 3) Demonstrera extremt stark koppling mellan en konstgjord atom och ytakustiska vågor 4) Gömma en atom framför en spegel 5) Test av Casimir-Polder kraften för en atom framför en spegel . 6) Visa atom-atomväxelverkan i en öppen vågledare

Deltagare

Finansiering

Relaterade styrkeområden och infrastruktur

Hållbar utveckling

Drivkrafter

Mer information

Skapat