Двухуровневый атом

Cтраница 2

Рассмотрим систему из N одинаковых двухуровневых атомов, взаимодействующих с одномодовым квантовым полем, из которых 7V2 возбуждены, a NI не возбуждены. То же самое, конечно, можно сделать и в данном случае, только теперь большую роль будут играть коэффициенты пропускания зеркал, ибо усилитель имеет как вход, так и выход. С целью максимального упрощения задачи, предположим, что мы имеем дело с собственной модой свободного поля, и что все атомы видят фактически одинаковое поле. Допустим, что частота поля совпадает с частотой атомного перехода, и пренебрежем любыми непосредственными дипольными взаимодействиями между атомами. Далее будем считать, что значения NI и 7V2 поддерживаются примерно постоянными во времени при помощи некоторого механизма накачки и потерь, который подробно рассматривать не будем. Пусть р есть приведенный оператор плотности электромагнитного поля. [16]

Существует формальная аналогия между двухуровневым атомом и спином 1 / 2, имеющим два возможных состояния. В дипольном приближении, когда длина волны излучения больше размера атома, взаимодействие атома с полем эквивалентно взаимодействию частицы, имеющей спин 1 / 2, с переменным магнитным полем. Точно также, как под действием переменного магнитного поля спин 1 / 2 совершает, так называемые, осцилляции Раби между состояниями спин-вверх и спин-вниз, двухуровневый атом испытывает оптические осцилляции Раби под действием электромагнитного поля. Эти осцилляции затухают, если атомные уровни имеют конечное время жизни. Понимание этой простой модели взаимодействия атома с полем позволяет рассмотреть более сложные проблемы, включающие взаимодействие ансамбля атомов с полем. Среди таких проблем в качестве наиболее значимого примера может быть назван лазер. [17]

Рассмотрим интерферометр, в котором двухуровневый атом проходит последовательно два одинаковых высокодобротных резонатора микромазеров, как показано на рис. 20.7. Перед входом в первый резонатор атомы находятся либо в верхнем а), либо в нижнем 6) состоянии. После выхода из второго резонатора внутреннее состояние атома тестируется путем ( селективной по состояниям) ионизации полем, так что измеряется вероятность того, что атом заканчивает свое движение в возбужденном состоянии. До тех пор пока отсутствует информация о том, какая альтернатива реализована, можно наблюдать интерференцию. С другой стороны, если который путь-информация сохраняется в резонаторах, то интерференция невозможна вследствие дополнительности. [18]

Рассмотрим взаимодействие света с системой двухуровневых атомов. Будем считать, что между состояниями 1 и 2 возможен дипольный переход. Пусть далее разность энергий соответствует энергии фотонов входной моды излучения Hat. Тогда оператор взаимодействия системы в дипольном приближении и в приближении вращающейся волны ( см. разд. [19]

Здесь к обычному гамильтониану взаимодействия двухуровневого атома с одномодо-вым полем (6.2.8) добавлен член р2 / 2т, связанный с движением центра масс атома. В выражении (20.2.1) р является оператором импульса центра масс атома, имеющего массу т, а функция U ( z) описывает пространственную зависимость связи между атомным переходом и фотонами мазера. [20]

Модель Джейнса-Каммингса - Пауля описывает взаимодействие двухуровневого атома с одной модой квантованного поля излучения. Динамика этой модели определяется уравнением Шредингера для вектора состояния объединенной системы, состоящей из атома и поля. [21]

Рассмотрим квантовую систему S в виде двухуровневого атома, взаимодействующего с электромагнитным полем, которое находится первоначально в вакуумном состоянии и которое следует рассматривать как резервуар R. Два энергетических собственных состояния атома 2) и 1) образуют базис. [22]

Дикке показал, что система N инвертированных двухуровневых атомов ( см. Двухуровневая система) может спонтанно перейти в осн. [23]

Поэтому имеются далеко идущие аналогии между двухуровневым атомом в резонансном поло и частицей со спином 1 / 2 в магнитном поле. Поэтому при исследовании нестационарных эффектов, возникающих при резонансном взаимодействии излучения с ансамблем двухуровневых атомов, широко используется эта аналогия. [24]

Схема эксперимента, демонстрирующего работу микромазера ( из работы Rempe, G., Schmidt-Kaler, F. and Walther, H. Phys. Rev. Lett. 64, 2783 ( 1990. [25]

Рассмотрим одномодовый резонатор, в который вводятся возбужденные двухуровневые атомы со скоростью достаточно низкой, чтобы в каждый момент времени в резонаторе находился самое большее один атом. Затухание резонатора полагается настолько малым, что им можно пренебречь в течение времени взаимодействия. Времена жизни всех уровней также полагаются намного большими, чем время взаимодействия атома с полем в резонаторе мазера. Таким образом, можно пренебречь процессами спонтанного распада ( на другие уровни или в другие моды) и считать, что совместная эволюция одномодового поля и атома является унитарной. [26]

В данном приложении мы получим уравнение для двухуровневого атома, взаимодействующего с термостатом, представляющим собой набор гармонических осцилляторов. [27]

Схема эксперимента по охлаждению и пленению атомов в оптической мелассе ( Phillips, Gould and Lett, 1988. [28]

Выражение (15.8.3) получается из теории резонансной флуоресценции двухуровневого атома ( разд. [29]

В этой главе представлена полуклассическая теория взаимодействия одиночного двухуровневого атома с одномодовым полем, в которой атом рассматривается как квантовая двухуровневая система, а поле описывается классически. Полная кванто-вомеханическая теория будет дана в гл. [30]

Страницы: 1 2 3 4