Resonator-induzierte Transparenz und dipol-induzierte Transparenz mit Rydbergatomen

• Antragsteller: Professor Dr. József Fortágh
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394243350

Wir schlagen experimentelle und theoretische Studien zu zwei neuen Modellen der kohärenten und dissipativen Wechselwirkung zwischen quantisierten Lichtfeldern und atomaren Medien, die Cavity-Feld induzierte Transparenz (cavity-field induced transparency, CIT) und die dipol-induzierte Transparenz (dipolar-exchange induced transparency, DEIT), vor. Beide Phänomene sind mit der elektromagnetisch induzierten Transparenz (EIT) verwandt, unterscheiden sich von dieser jedoch dadurch, dass das klassische Kontrollfeld der gewöhnlichen EIT durch quantisierte Felder ersetzt wird. Im Falle von CIT wird das Kontrollfeld über eine Resonatormode definiert; im Falle der DEIT ist sie durch das dipolare Wechselwirkungsfeld eines oder mehreren Kontrollatome in dafür geeigneten Rydbergzuständen gegeben. Die starke Kopplung zwischen den quantisierten Feldern und Atomen wird im Experiment durch die Verwendung von Mikrowellenübergängen zwischen den Rydbergzuständen erreicht. Die Quantisierung der Kontrollfelder hat zur Folge, dass die Transparenz des atomaren Mediums von der Anzahl der Photonen im einfallenden Test-Laserfeld abhängt. Diese Selektivität auf die Anzahl von Photonen erlaubt die Realisierung von photonischen Filtern und Transistoren, die kohärente Konversion und den dissipativen Zustandstransfer zwischen Mikrowellen- und optischen Photonen. Außerdem sind an dem System Studien zu gebundenen Atom-Photon-Zuständen und deren Wechselwirkungen möglich.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen