Efecte de rezonanţă la interacţiunea a două subsisteme cuantice
|
StatutTeza a fost susţinută pe 25 septembrie 2009 în CSSşi aprobată de CNAA pe 5 noiembrie 2009 Autoreferat – 0.44 Mb / în română |
Cuvinte Cheie
reversibilitatea cuantică, stări de inseparabilitate, vidul CEM, cavitate bimodală, efecte cooperative de rezonanţă, emisie spontană, radiatori indistinctibili, fluorescenţa de rezonanţă, undă propagatoare şi staţionară, ecuaţie master, grupare de fotoniAdnotare
Teza este dedicată studierii efectelor cooperative de rezonanţă la interacţiunea a două subsisteme cuantice: atomul cu trei nivele şi câmpul electromagnetic de cavitate.
În lucrare se cercetează reversibilitatea cuantică, în cazul când se realizează schimbul de energie dintre stările atomului cu trei nivele şi câmpul electromagnetic de cavitate. Este obţinută soluţia exactă a funcţiei de undă şi cercetate condiţiile de reversibilitate. Aceste condiţii descriu timpul de interacţiune în urma căruia cele două subsisteme îşi pot restabili stările iniţiale. Spre deosebire de modelele expuse în literatură, formula de recurenţă este scrisă la un nivel mult mai general şi în cazuri particulare include reversibilitatea dinamică şi cea statică. După cum a fost demonstrat, cu creşterea numărului de stări Fock, nutaţiile au loc între starea de bază şi cea excitată. Pentru acelaşi număr de stări Fock, în ambele moduri ale câmpului de cavitate, inversia atomică se restabileşte atât între nivelul de bază şi cel intermediar cât şi între cel excitat şi intermediar. Odată cu creşterea numărului mediu de fotoni din primul mod, nutaţiile cuantice au loc între nivelul intermediar şi cel excitat. În caz contrar, când numărul de stări Fock în al doilea mod este mai mare decât în primul, restabilirea inversiei atomice se realizează între nivelul intermediar şi cel de bază.
În cazul ne-rezonant, a fost demonstrată posibilitatea restabilirii doar a elementelor diagonale ale operatorului matricei de densitate, cum ar fi: populaţia atomică, numărul mediu de fotoni din cavitate şi fluctuaţiile acestora. Reversibilitatea totală are loc în cazul în care nivelul intermediar nu este populat. Astfel, statistica câmpului din cavitate, pentru care se realizează reversibilitatea parţială, posedă un caracter atât sub-Poissonian, cât şi super-Poissonian. Ideea de bază a fost nu doar de a soluţiona problemele sus menţionate pentru un număr extins de grade de libertate, dar şi de a găsi acea relaţie de legătură dintre reversibilitatea statică şi cea dinamică, ceia ce permite studierea condiţiilor noi de reversibilitate.
S-a cercetat fluorescenţa de rezonanţă de la un sistem de radiatori cu trei nivele, plasat în câmpul laser a undei staţionare din rezonator. A fost obţinut Hamiltonianul atomilor îmbrăcaţi în unda staţionară şi soluţionată ecuaţia master. S-au cercetat ecuaţiile de mişcare dintre doi atomi indistinctibili pentru diverse localizări ale acestora şi integralele de schimb. Au fost studiate funcţiile de corelaţie a numărului mediu de fotoni emişi la frecvenţele ± Ω j 31 ω . În cazul a doi atomi indistinctibili localizaţi într-un câmp staţionar al cavităţii la o distanţă mai mică decât lungimea de undă a câmpului s-a observat o tendinţă de grupare a fotonilor emişi la fluorescenţa de rezonanţă.
Rezultatele de bază ale tezei sunt publicate în 21 lucrări ştiinţifice (8 articole şi 13 rezumate).
Teza constă din introducere, 4 capitole, concluzii, 100 de titluri bibliografice, 104 pagini text
de bază şi 46 de figuri.
Cuprins
- 1.1 Modelul Slosser de cercetare a reversibilităţii cuantice în cazul atomului cu două nivele
- 1.2 Modelul Enaki de cercetare a reversibilităţii dinamice pentru atomul cu trei nivele
- 1.3 Modelul Agarwal-Orszag de studiu a reversibilităţii statice
- 1.4 Stări îmbrăcate şi aplicarea lor la fluorescenţa de rezonanţă şi emisia spontană cooperativă
II. Fenomenul reversibilităţii cuantice la interacţiunea atomului cu trei nivele cu câmpul electromagnetic bimodal de cavitate
- 2.1 Hamiltonianul atomului cu trei nivele şi soluţia exactă a funcţiei de undă
- 2.2 Condiţiile de reversibilitate
- 2.3 Statistica câmpului electromagnetic de cavitate
- 2.4 Analiza rezultatelor
- 2.5 Concluzii
III. Amestecărea şi separarea cuantică la interacţiunea radiatorului cu trei nivele şi modul de cavitate abătut de la nivelul intermediar
- 3.1 Amestecarea şi separarea cuantică în cazul atomului de tip cascad cu abatere de la rezonanţă faţă de nivelul intermediar..
- 3.2 Cazul atomului de tip cascad cu abatere de la rezonanţă faţă de nivelul de bază şi cel excitat
- 3.3 Proprietăţile câmpului electromagnetic de cavitate
- 3.4 Concluzii
IV. Fluorescenţa de rezonanţă de la un ansamblu de radiatori cu trei nivele îmbrăcat în unda staţionară
- 4.1 Abordarea efectului emisiei spontane cooperative la interacţiunea radiatorului şi a sistemelor de radiatori cu trei nivele cu câmpul electromagnetic puternic în literatură.
- 4.2 Hamiltonianul ansamblului de radiatori îmbrăcaţi în unda staţionară
- 4.3 Metoda de eliminare a operatorilor câmpului electromagnetic din cavitate
- 4.4 Ecuaţiile de mişcare a doi atomi localizaţi la o distanţă mai mică decât lungimea de undă a câmpului din rezonator
- 4.5 Ecuaţiile de mişcare şi integrala de schimb a doi atomi stopaţi la o distanţă mai mare decât lungimea undei staţionare a rezonatorului
- 4.6 Funcţiile de corelare
- 4.7 Concluzii
Referenţi Oficiali
- Ion Geru
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Inginerie Electronica şi Nanotehnologii "D. Ghiţu" - Igor Belousov
doctor habilitat, profesor cercetător, Institutul de Fizică Aplicată
Teze
Acte Normative
