Антигруппировка

Cтраница 2

G задается выражениями (15.6.3) и (15.6.13), и зависимость ее от т показана на рис. 15.9. Она всегда равна нулю в момент т 0 и затем растет при увеличении т, как показано на рис. 15.9. Это совсем не похоже на классическую корреляционную функцию, которая может стать меньше своего начального значения при т 0, но никогда не может превзойти его. Фотоэлектрические импульсы, создаваемые падающим на фотодетектор светом флуоресценции, должны, следовательно, демонстрировать антигруппировку, как обсуждалось подробно в разд. [16]

Результаты двухвременных корреляционных измерений света от одного атома Na, иллюстрирующие антигруппировку. ( Из работы Dagenais and Mandel, 1978. [17]

Шварца можно показать, что (14.7.46) должно выполняться для стационарного поля в достаточно общем случае. Отсюда следует, что для таких состояний фотоэлектрические импульсы должны проявлять или группировку, или полную случайность, а антигруппировка, которая означает, что P2 ( r t r t) 2 ( 1, t r, t г), и нарушает неравенство (14.7.4), невозможна при таких обстоятельствах. [18]

Статистика фотоотсчетов у полей с точно заданным числом Лг1 фотонов в моде Pn § nN ( & nJV - Крокекера символ) является существенно неклассической. Для этого состояния gl - 1 / JV, что соответствует отрицат. Эффект антигруппировки наблюдается и в свете, резонансно рассеянном одним атомом. В этом случае регистрируемые кванты спонтанно рождаются в среднем через определ. [19]

Схема гомодинного детектирования. [20]

Как показано выше, прямые эксперименты по счету фотонов, в которых свет, имеющий распределение фотонов р ( п), падает непосредственно на фотодетектор, дают лишь информацию о среднем числе фотонов и моментах более высокого порядка. Такие измерения интенсивности, следовательно, не чувствительны к сжатию, а чувствительны к антигруппировке или к су б - и суперпуассоновской статистике, то есть к эффектам, которые наблюдаются и в случае несжатых полей. Детектирование сжатых состояний, с другой стороны, требует фазово-чувствительной схемы, при помощи которой измеряется дисперсия квадратуры поля. В этом разделе рассматривается задача детектирования сжатых состояний поля излучения с помощью гомодинирования. [21]

Схема корреляционного эксперимента, основанного на детектировании совпадений. [22]

О, и, в таком случае, ф ( у) не может быть функционалом вероятности. Однако существуют состояния электромагнитного поля, для которых ф ( у) является отрицательным и более сингулярным, чем дельта-функция, но эти состояния, как мы знаем из разд. Свет от теплового источника и свет от лазера следует исключить. Таким образом, наблюдение фотоэлектрической антигруппировки свидетельствует о явно квантово-механическом состоянии оптического поля, тогда как группировка такого смысла не несет. [24]

В частности, задача о квантовых биениях дает нам простой пример того, что результаты самосогласованных полностью квантовых вычислений качественно отличаются от результатов, полученных с помощью полуклассической теории с учетом или без учета вакуумных флуктуации. Другим экспериментом, для правильной интерпретации результатов которого необходима квантовая теория излучения, является двух-фотонная интерферометрия и создание перепутанных состояний, соответствующих такой конфигурации. Подробно это явление обсуждается в гл. Дополнительными аргументами в пользу квантования электромагнитного поля являются экспериментальные наблюдения неклассических состояний поля излучения, таких как сжатые состояния, субпуассоновская статистика фотонов и антигруппировка фотонов. [25]

В предыдущей главе мы изучили взаимодействие между одиночным двухуровневым атомом и электромагнитным полем не только, когда поле рассматривается классически, но и когда оно является квантовым. Эти явления, по существу, являются одноатомными эффектами, в том смысле, что либо для их формирования требуется одиночный атом, как в случае антигруппировки, либо, по крайней мере, они не требуют для своего возникновения более одного атома, хотя на практике в эксперименте может участвовать и группа атомов. [26]

Если А ( 0) А ( т), то весьма вероятно, что любые два фотоэлектрических импульса будут расположены во времени не далеко, а очень близко друг от друга. В этом случае, мы говорим о группировке фотоэлектрических детектирований ( Mandel and Wolf, 1965, разд. С другой стороны, если Л ( 0) А ( т), то маловероятно, что два фотоэлектрических детектирования произойдут близко друг к другу, скорее, наоборот, далеко, и мы теперь говорим об антигруппировке. Здесь следует подчеркнуть, что знак при А ( 0) сам по себе в общем случае не определяет, что имеет место - группировка или антигруппировка. Например, состояние, для которого А ( 0) О, но А ( 0) А для всех т, не проявляет свойства антигруппировки, хотя оно и является состоянием, которое не имеет классического аналога. [27]

Страницы: 1 2