Dynamik von Rydbergpolaritonen in quasi eindimensionalen Geometrien

• Antragsteller: Professor Dr. Patrick Windpassinger
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 315978677

Zwei zentralen Aspekte im "Giant Interactions in Rydberg Systems" (GiRyd) Schwerpunktprogramms sind die Entwicklung neuer Schnittstellen für Rydbergatome und die Weiterentwicklung der Forschungsfeldes Rydberg Quantenoptik. In diesem Projekt entwickelten und charakterisieren wir ein neues und hocheffizientes Atom-Licht-Interface, das auf optischen Hohlkernfasern basiert. Die erwarteten, einzigartigen Eigenschaften werden eingesetzt, um die Ausbreitung und Entwicklung von starken Licht-Atom Korrelationen in einem eindimensionalen System zu untersuchen. Der erste Teil des Projekts konzentriert sich auf das kontrollierte Laden lasergekühlter Atome in eine geeignete Hohlkernfaser und auf die Erzeugung von Rydbergpolaritonen durch elektromagnetisch induzierte Transparenz (EIT). Dabei wird das Hauptaugenmerk auf die Charakterisierung der Eigenschaften des Polaritonenfeldes während einer kontrollierten räumlichen und zeitlichen Entwicklung des atomaren Systems gelegt. Der zweite Teil des Projekts widmet sich der Untersuchung der Ausbreitung und der Streudynamik dieser Polaritonen. Dies sollte Aufschluss geben über fundamentale Fragen zur Ausbreitung und Entwicklung von Verschränkung und Quanteninformation on stark gekoppelten Licht-Atom-Systemen geben, und die Erzeugung exotischer nicht-klassischer photonischer Zustände erlauben. Indem wir die Anzahl der wechselwirkenden Polaritonen verändern, d.h. die Anzahl der Photonen in den nicht-klassischen Lichtzuständen, beabsichtigen wir den Übergang zwischen Einzelteilchen Quanteninformationstheorie und der Quanteninformationstheorie mit kontinuierlichen Variablen zu untersuchen bis diese beiden Grenzfälle miteinander zu verknüpfen. Diese Untersuchungen sollen unter anderen die Basis für die Nutzung von wechselwirkenden Photonen als Plattform für Quantensimulation bilden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1929: Giant Interactions in Rydberg Systems (GiRyd)