Probing spin correlations in a Bose-Einstein condensate near the single atom level

Autor: Bertrand Evrard, An Qu, Jean Dalibard, Fabrice Gerbier
Přispěvatelé: Chaire Atomes et rayonnement, Laboratoire Kastler Brossel (LKB [Collège de France]), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Collège de France (CdF (institution))-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Collège de France (CdF (institution))
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Physical Review Letters
Physical Review Letters, American Physical Society, 2020, 125 (3), ⟨10.1103/PhysRevLett.125.033401⟩
ISSN: 0031-9007
1079-7114
DOI: 10.48550/arxiv.2004.09003
Popis: Using parametric conversion induced by a Shapiro-type resonance, we produce and characterize a two-mode squeezed vacuum state in a sodium spin 1 Bose-Einstein condensate. Spin-changing collisions generate correlated pairs of atoms in the $m=\pm 1$ Zeeman states out of a condensate with initially all atoms in $m=0$. A novel fluorescence imaging technique with sensitivity $\Delta N \sim 1.6$ atom enables us to demonstrate the role of quantum fluctuations in the initial dynamics and to characterize the full distribution of the final state. Assuming that all atoms share the same spatial wave function, we infer a squeezing parameter of 15.3\,dB.
Comment: Supplementary material available as ancillary file
Databáze: OpenAIRE