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  5. Quantum simulation of the dynamical Casimir effect with trapped ions
 
  • Details
2016
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Quantum simulation of the dynamical Casimir effect with trapped ions

File(s)
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Hauptpublikation
njp_18_4_043029.pdf
CC BY 3.0 Unported
Format: Adobe PDF
Size: 1.04 MB
TUDa URI
tuda/8111
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-205917
DOI
10.26083/tuprints-00020591
Autor:innen
Trautmann, Nils
Hauke, Philipp
Kurzbeschreibung (Abstract)

Quantum vacuum fluctuations are a direct manifestation of Heisenberg’s uncertainty principle. The dynamical Casimir effect (DCE) allows for the observation of these vacuum fluctuations by turning them into real, observable photons. However, the observation of this effect in a cavity QED experiment would require the rapid variation of the length of a cavity with relativistic velocities, a daunting challenge. Here, we propose a quantum simulation of the DCE using an ion chain confined in a segmented ion trap. We derive a discrete model that enables us to map the dynamics of the multimode radiation field inside a variable-length cavity to radial phonons of the ion crystal. We perform a numerical study comparing the ion-chain quantum simulation under realistic experimental parameters to an ideal Fabry–Perot cavity, demonstrating the viability of the mapping. The proposed quantum simulator, therefore, allows for probing the photon (respectively phonon) production caused by the DCE on the single photon level.

Freie Schlagworte

quantum simulation

dynamical Casimir eff...

trapped ions

cavity QED

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
05 Fachbereich Physik > Institut für Angewandte Physik
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
New Journal of Physics
Jahrgang der Zeitschrift
18
Heftnummer der Zeitschrift
4
ISSN
1367-2630
Verlag
IOP Publishing
Ort der Erstveröffentlichung
London
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2016
Verlags-DOI
10.1088/1367-2630/18/4/043029
PPN
513770690

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