Восстановление по требованию волновой формы мессбауэровского гамма-фотона посредством задержанной акустически индуцированной прозрачности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложен метод восстановления в произвольный момент времени спектрально-временных характеристик однофотонного волнового пакета с энергией фотонов 14.4 кэВ, излучаемого радиоактивным источником 57Co и резонансно поглощаемого в среде ядер 57Fe. Метод основан на частотном разделении излучаемого источником поля и индуцируемой этим полем резонансной ядерной поляризации посредством задержанной акустически индуцированной прозрачности поглотителя, возникающей после включения колебаний поглотителя с соответствующими частотой и амплитудой. Предложенный метод сопоставляется с известными методами квантово-оптической памяти и методами управления ядерной поляризацией в гамма-диапазоне. Предложены экспериментальные условия реализации метода. Показано, что данный метод открывает возможность реализации мессбауэровской диагностики различных сред с временным разрешением.

Об авторах

И. Р. Хайрулин

Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН

Email: khairulinir@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603950 Россия

Е. В. Радионычев

Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: khairulinir@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603950 Россия

Список литературы

  1. A. Kasapi, M. Jain, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 74, 2447 (1995).
  2. L. V. Hau, S. E. Harris, Z. Dutton, and C. H. Behroozi, Nature 397, 594 (1999).
  3. D. Budker, D. Kimball, S. Rochester, and V. Yashchuk, Phys. Rev. Lett. 83, 1767 (1999).
  4. M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
  5. A. V. Turukhin, V. S. Sudarshanam, M. S. Shahriar, J. A. Musser, B. S. Ham, and P. R. Hemmer, Phys. Rev. Lett. 88, 023602 (2002).
  6. M. S. Bigelow, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 90, 113903 (2003).
  7. M. S. Bigelow, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Science 301, 200 (2003).
  8. A. H. Safavi-Naeini, T. P. Mayer Alegre, J. Chan, M. Eichen eld, M. Winger, Q. Lin, J. T. Hill, D. E. Chang, and O. Painter, Nature 472, 69 (2011).
  9. H. Xionga and Y. Wu, Appl. Phys. Rev. 5, 031305 (2018).
  10. E. Saglamyurek, T. Hrushevskyi, A. Rastogi, K. Heshami, and L. J. LeBlanc, Nat. Photonics 12, 774 (2018).
  11. A. Rastogi, E. Saglamyurek, T. Hrushevskyi, S. Hubele, and L. J. LeBlanc, Phys. Rev. A 100, 012314 (2019).
  12. M. F. Yanik, W. Suh, Zh. Wang, and Sh. Fan, Phys. Rev. Lett. 93, 233903 (2004).
  13. Y. Okawachi, M. A. Foster, J. E. Sharping, A. L. Gaeta, Q. Xu, and M. Lipson, Opt. Express 14, 2317 (2006).
  14. T. Wang, Y.-Q. Hu, Ch.-G. Du, and G.-L. Long, Opt. Express 27, 7344 (2019).
  15. R. Y. M. Manjappa, Y. K. Srivastava, and R. Singh, Appl. Phys. Lett. 111, 021101 (2017).
  16. Zh. Zhao, H. Zhao, R. T. Ako, J. Zhang, H. Zhao, and Sh. Sriram, Opt. Express 27, 26459 (2019).
  17. O. Kocharovskaya and Ya. I. Khanin, Sov. Phys. JETP. 63, 945 (1986).
  18. K. J. Boller, A. I˙mamoˇglu, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 2593 (1991).
  19. A. I. Lvovsky, B. C. Sanders, and W. Tittel, Nat. Photonics 3, 706 (2009).
  20. M. Afzelius, N. Gisin, and H. de Riedmatten, Phys. Today 68(12), 42 (2015).
  21. T. Chaneli'ere, D. N. Matsukevich, S. D. Jenkins, S.-Y. Lan, T. A. B. Kennedy, and A. Kuzmich, Nature 438, 833 (2005).
  22. J. J. Longdell, E. Fraval, M. J. Sellars, and N. B. Manson, Phys. Rev. Lett. 95, 63601 (2005).
  23. K. F. Reim, J. Nunn, V. O. Lorenz, B. J. Sussman, K. C. Lee, N. K. Langford, D. Jaksch, and I. A. Walmsley, Nat. Photonics 4, 218 (2010).
  24. K. F. Reim, P. Michelberger, K. C. Lee, J. Nunn, N. K. Langford, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 107, 053603 (2011).
  25. K. Reim, J. Nunn, X.-M. Jin, P. Michelberger, T. Champion, D. England, K. Lee, W. Kolthammer, N. Langford, and I. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 108, 263602 (2012).
  26. M. Afzelius, C. Simon, H. de Riedmatten, and N. Gisin, Phys. Rev. A 79, 052329 (2009).
  27. C. Clausen, I. Usmani, F. Bussieres, N. Sangouard, M. Afzelius, H. de Riedmatten, and N. Gisin, Nature 469, 508 (2011).
  28. E. Saglamyurek, N. Sinclair, J. Jin, J. Slater, D. Oblak, F. Bussieres, M. George, R. Ricken, W. Sohler, and W. Tittel, Phys. Rev. Lett. 108, 083602 (2012).
  29. M. K. Kim and R. Kachru, Opt. Lett. 14, 423 (1989).
  30. D. L. McAuslan, P. M. Ledingham, W. R. Naylor, S. E. Beavan, M. P. Hedges, M. J. Sellars, and J. J. Longdell, Phys. Rev. A 84, 022309 (2011).
  31. V. Damon, M. Bonarota, A. Louchet-Chauvet, T. Chaneliere, and J.-L. Le Gouet, New J. Phys. 13, 093031 (2011).
  32. S. A. Moiseev and S. Kroll, Phys. Rev. Lett. 87, 173601 (2001).
  33. G. Hetet, M. Hosseini, B. M. Sparkes, D. Oblak, P. K. Lam, and B. C. Buchler, Opt. Lett. 33, 2323 (2008).
  34. G. Hetet, J. J. Longdell, A. L. Alexander, P. K. Lam, and M. J. Sellars, Phys. Rev. Lett. 100, 23601 (2008).
  35. G. Hetet, M. Hosseini, B. M. Sparkes, D. Oblak, P. K. Lam, and B. C. Buchler, Opt. Lett. 33, 2323 (2008).
  36. F. Vagizov, V. Antonov, Y. V. Radeonychev, R. N. Shakhmuratov, and O. Kocharovskaya, Nature 508, 80 (2014).
  37. I. R. Khairulin, Y. V. Radeonychev, and O. Kocharovskaya, Sci. Rep. 12, 20270 (2022).
  38. R. Coussement, Y. Rostovtsev, J. Odeurs, G. Neyens, H. Muramatsu, S. Gheysen, R. Callens, K. Vyvey, G. Kozyre, P. Mandel, R. Shakhmuratov, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. Lett. 89, 107601 (2002).
  39. R. N. Shakhmuratov, F. G. Vagizov, J. Odeurs, M. O. Scully, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 80, 063805 (2009).
  40. K. P. Heeg, J. Haber, D. Schumacher, L. Bocklage, H.-C. Wille, K. S. Schulze, R. Loetzsch, I. Uschmann, G. G. Paulus, R.Ru¨ er, R. Rohlsberger, and J. Evers, Phys. Rev. Lett. 114, 203601 (2015).
  41. Y. V. Radeonychev, I. R. Khairulin, and F. G. Vagizov, Phys. Rev. Lett. 124, 163602 (2020).
  42. Y. V. Radeonychev, I. R. Khairulin, and O. Kocharovskaya, JETP Lett. 114(12), 729 (2021).
  43. P. Helisto, I. Tittonen, M. Lippmaa, and T. Katila, Phys. Rev. Lett. 66, 2037 (1991).
  44. I. Tittonen, M. Lippmaa, P. Helisto, and T. Katila, Phys. Rev. B 47, 7840 (1993).
  45. R. N. Shakhmuratov, F. G. Vagizov, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 84, 043820 (2011).
  46. R. N. Shakhmuratov, F. G. Vagizov, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 87, 013807 (2013).
  47. Yu. V. Shvyd'ko, T. Hertrich, U. van Bu¨rck, E. Gerdau, O. Leupold, J. Metge, H. D.Ruter, S. Schwendy, G. V. Smirnov, W. Potzel, and P. Schindelmann, Phys. Rev. Lett. 77, 3232 (1996).
  48. G. V. Smirnov, U. van Burck, J. Arthur, S. L. Popov, A. Q. R. Baron, A. I. Chumakov, S. L.Ruby, W. Potzel, and G. S. Brown, Phys. Rev. Lett. 77, 183 (1996).
  49. G. V. Smirnov and W. Potzel, Hyper ne Interact. 123/124, 633 (1999).
  50. R. N. Shakhmuratov, F. G. Vagizov, V. A. Antonov, Y. V. Radeonychev, M. O. Scully, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 92, 023836 (2015).
  51. X. Zhang, W.-T. Liao, A. Kalachev, R. N. Shakhmuratov, M. O. Scully, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. Lett. 123, 250504 (2019).
  52. V. A. Antonov, Y. V. Radeonychev, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 92, 023841 (2015).
  53. I. R. Khairulin, V. A. Antonov, Y. V. Radeonychev, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 98, 043860 (2018).
  54. I. R. Khairulin, Y. V. Radeonychev, V. A. Antonov, and O. Kocharovskaya, Sci. Rep. 11, 7930 (2021).
  55. G. V. Smirnov, Hyper ne Interact. 123-124, 31 (1999).
  56. M¨ossbauer Spectroscopy, Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2013); DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-32220-4.
  57. Supplemental Material at http://link.aps.org/supplemental/10.1103/PhysRevLett.124.163602.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023