Realización de interacciones de tres y cuatro cuerpos entre estados de momento en una cavidad

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• La detección cuántica
• Física atómica

Sus antecedentes:

• Los hamiltonianos de espín usan comúnmente interacciones de dos cuerpos.
• Existe un creciente interés en explorar las interacciones de n cuerpos donde n > 2.

Objetivo del estudio:

• Para realizar una interacción Hamiltoniana efectiva de n = 3 cuerpos.
• Para explorar las interacciones de orden superior en sistemas cuánticos.

Principales métodos:

• Utilizó un conjunto de átomos enfriados por láser en una cavidad óptica de alta precisión.
• Pseudospin codificado usando dos estados de momento atómico.
• Se aplicaron dos tonos de aderezo para inducir el intercambio de fotones a través de la cavidad, realizando un proceso virtual de seis fotones.

Principales resultados:

• Se realizó con éxito una interacción hamiltoniana efectiva de n = 3 cuerpos.
• Las firmas observadas de una interacción de n = 4 cuerpos mediada por un proceso virtual de ocho fotones.
• Interferencia destructiva demostrada de las interacciones de orden inferior.

Conclusiones:

• El enfoque desarrollado permite la creación de interacciones complejas de espín de n cuerpos.
• Este método es potencialmente extensible a sistemas de varios niveles e interacciones de orden superior.