Published January 14, 2020 | Version v1
Journal article

Collective Excitation Dynamics of a Cold Atom Cloud

Others:
Universidade de São Paulo = University of São Paulo (USP)
Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS) ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE) ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS) ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE) ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)
Institut de Physique de Nice (INPHYNI) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)
Universidade Federal de São Carlos [São Carlos] (UFSCar)
ANR-11-LABX-0058,NIE,Nanostructures en Interaction avec leur Environnement(2011)
ANR-10-IDEX-0002,UNISTRA,Par-delà les frontières, l'Université de Strasbourg(2010)

Description

We study the time-dependent response of a cold atom cloud illuminated by a laser beam immediately after the light is switched on experimentally and theoretically. We show that cooperative effects, which have been previously investigated in the decay dynamics after the laser is switched off, also give rise to characteristic features in this configuration. In particular, we show that collective Rabi oscillations exhibit a superradiant damping. We first consider an experiment that is performed in the linear-optics regime and well described by a linear coupled-dipole theory. We then show that this linear-optics model breaks down when increasing the saturation parameter, and that the experimental results are then well described by a nonlinear mean-field theory.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 28, 2023