イスラエルの物理学者たちの研究室で、モード間に量子相関を担う極端紫外のアト秒パルスを生成することに成功した。これらの相関は振幅と位相において、個々のパルスを混沌とさせながら、それらの共同再構成をほぼ完全に安定させる。29月2026年のarXivプレプリントで得られたこの成果は、量子アト秒科学への扉を開くものである。
レホヴォトのワイツマン研究所の研究者たちが率いるチームは、二モードの明るいスクイーズド真空を用いて気体媒質中の高次高調波発生を摂動させた。シグナル場とアイドラー場はそれぞれの量子揺らぎを二つの高調波ファミリーに移し、相関を赤外域から広帯域XUVモードへと転換した。偶数次高調波は組み込みのアト秒干渉計として機能した。すなわち、識別不可能な経路の干渉を通じて、周期の何分の一という精度で位相相関を記録したのである。
フレームごとの共分散測定が振幅相関を明らかにし、偶数次高調波の解析が位相相関を明らかにした。時間再構成は、30アト秒の間に系が最大の揺らぎからほぼ完全な静寂へと移行する様子を示した。シグナル場またはアイドラー場によって駆動される個々のパルス列は過剰なノイズを示したが、共同再構成は共通の相関のおかげでそれを抑圧した。
別々の部屋で同じ旋律を奏でる二挺のヴァイオリンを想像してほしい。それぞれは震えを帯びて響くが、一緒になれば少しの狂いもない澄んだ和音を生み出す。まさにこのように、量子相関は個々のモードの混沌をアト秒スケールの安定した共同信号へと変えるのである。
これは単なる技術的な仕掛けではない。この手法は、物質中の電子の相関ダイナミクスをその自然な時間スケールで直接観測し制御することを可能にする。相関分解能を持つXUVイメージングは、分光法や顕微法に新たなコントラスト機構をもたらし、将来的には超高速時間における量子情報にも道を開く可能性がある。
プレプリントによれば、この成果は量子アト秒科学の基盤を築くものであり、光の量子的性質が強電場中の電子過程へとどのように受け継がれるかを示している。
