量子物理学：高輝度スクイーズド真空により増強された非線形原子トンネリング

単一光子応答ではなく多光子相互作用によって媒介される非線形光学過程は、デバイスや応用で光を利用するさまざまな機能を可能にするのに日常的に利用されている。非線形効果は、より高強度の場によって増強されるが、これは、放射線損傷の可能性があるために制限を伴う戦略である。代替戦略に、量子光に典型的なゆらぎの再分布に依存するものがあるが、最も基礎的なレベルでの実験的実証には限界があった。今回我々は、高調波発生を駆動し、アト秒科学の基礎を形成する極めて重要な非線形過程である、孤立原子の非線形トンネリングイオン化を、量子光状態の高輝度スクイーズド真空（BSV）によって実験的に増強させたことを報告する。300 nJの平均パルスエネルギーを持つBSV光により、7.1 μJのコヒーレント光に匹敵する実効強度が達成され、BSV光から得られる非線形効果において20倍以上の量子増強が実証された。この増強は、角度ストリーキング法によって測定されたように、BSV光とコヒーレント光によって生成された光電子運動量スペクトルのピークを整合させることによって明らかになった。さらに我々は、平均パルスエネルギーを固定した状態において相関関数を調整することにより、BSV光の実効強度を制御できることも実証し、古典的な強度スケーリングではなく量子統計によって非線形過程を個別調整する堅牢な手法を確立した。こうした知見は、個別調整された量子光源を用いた、量子制御強場ダイナミクスの発展を促進する可能性がある。

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