Emisia spontană ne-exponenţială şi fluorescenţa de rezonanţă între radiatorii indistinctibili
|
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
optică cuantică, efecte cooperative şi de coerentizare, emisie spontană, vidul CEM, radiatori indistinctibili, bozoni, salturi cuantice, fluorescenţă de rezonanţă, undă propagatoare şi staţionară, funcţie de autocorelare, ecuaţie master.Adnotare
Teza este dedicată studierii efectelor cooperative, şi anume emisiei spontane neexponenţiale şi fluorescenţei de rezonanţă, care se pot manifesta prin intermediul interacţiunilor electromagnetice dintre radiatorii indistinctibili.
O atenţie deosebită este acordată emisiei spontane a doi atomi hidrogenoizi la intervale de timp ce sunt mai mici sau de ordinul timpului de întârziere dintre radiatori. Pentru rata emisiei spontane s-a observat o tendinţă oscilatorie atenuantă spre legea exponenţială a emisiei spontane. S-a observat comportamentul nelocal la interacţiunea cu CEM în procesul emisiei spontane, descris de termenii ce reflectă principiul de incertitudine Heisenberg. S-a propus o metodă matematică de eliminare a operatorilor CEM fără a utiliza aproximaţia dipolară pentru interacţiunea radiatorilor cu câmpul. Comportamentul acestui sistem de radiatori la intervale de timp scurte şi lungi în comparaţie cu D/c a fost posibil de descris graţie acestui model matematic. În acest caz efectele clasice şi cuantice „lucrează” împreună asupra stabilirii ratei de emisie spontană colectivă. S-a demonstrat că la intervale de timp de ordinul timpului de întârziere dintre radiatori, atomul efectuează salturi din starea excitată în starea de bază în mod fluctuant, efect cunoscut in literatură sub denumirea de „salturi cuantice” („quantum jumps”).
A fost cercetată fluorescenţa de rezonanţă cooperativă a atomilor cu două nivele în câmpul undei staţionare a unei cavităţi. S-a observat dependenţa despicării dinamice Stark de poziţia atomului în câmpul undei staţionare. A fost analizat fenomenul de interferenţă dintre atomii aflaţi în câmpul staţionar al cavităţii. S-a constatat că funcţia de autocorelare a doi atomi plasaţi la distanţa D>λ este mult mai mare în cazul orientării perpendiculare a momentelor dipolare decât în cazul orientării paralele a dipolilor faţă de direcţia rAB a atomilor.
Utilizând metoda funcţiilor şi valorilor proprii pentru cazul nestaţionar a fost soluţionată
exact ecuaţia master Lindblad cu coeficienţi Einstein dependenţi de timp. Cu ajutorul acestei
soluţii, a fost determinată dependenţa de timp a inversiei atomice în procesul emisiei spontane.
Atât pentru fluorescenţa de rezonanţă, cât şi pentru emisia spontană cooperativă au fost studiate
fluctuaţiile numărului de fotoni şi fluctuaţiile intensităţii CEM de la detector. S-a demonstrat că
funcţia Glauber de corelare de ordinul doi nu depinde de interacţiunea cooperativă ce are loc
între doi atomi. S-a stabilit următoarea legitate: când numărul de atomi nu întrece ordinul
funcţiei Glauber, atunci lipseşte dependenţa de schimbul colectiv de energie dintre radiatori.
Rezultatele de bază ale tezei sunt publicate în 23 lucrări ştiinţifice (8 articole şi 15
rezumate).
Cuprins
- 1.1. Modelul Seke-Herfort de cercetare a deviaţiilor de la emisia exponenţială în cazul emisiei spontane a atomului cu două nivele
- 1.2. Modelul Facchi-Pascazio de studiu al deviaţiilor de la legea exponenţială şi limita Van Hove “λ2t”
- 1.3. Modelul Enaki de studiu al cineticii emisiei spontane pentru intervale de timp lungi şi scurte.
- 1.4. Metode de soluţionare ale ecuaţiilor master cu atenuare
- 1.4.1. Metoda Briegel-Englert de soluţionare a ecuaţiilor master cu atenuare
- 1.4.2. Abordarea algebrică a ecuaţiilor master cu superoperatori ale algebrelor Lie su(1,1) şi su(2)
2. Evoluţia temporală a ratei emisiei spontane a doi radiatori indistinctibili
- 2.1. Ecuaţia master a doi radiatori indistinctibili în interacţiune cu vidul câmpului electromagnetic
- 2.2. Sistemul de ecuaţii ce descrie schimbul de energie dintre doi radiatori
- 2.3. Trecerea la aproximaţia Born-Markoff tradiţională.
- 2.4. Concluzii
3. Fluorescenţa de rezonanţă colectivă a sistemelor de radiatori în unda staţionară a rezonatorului
- 3.1. Ecuaţia Master pentru ansamblurile atomice îmbrăcate de câmpul coerent
- 3.2. Comportamentul fluorescenţei colective ca funcţie de poziţiile atomice şi direcţiile dipolilor
- 3.3. Concluzii
4. Exprimarea mărimilor fizice ale câmpului radiat prin operatorii atomici. ecuaţiile master
- 4.1. Ecuaţia master la fluorescenţa de rezonanţă şi soluţia ei
- 4.2. Soluţia nestaţionară a ecuaţiei Liouville pentru un atom cu două nivele la fluorescenţa de rezonanţă
- 4.3. Soluţia nestaţionară cu coeficienţi dependenţi de timp pentru un atom cu două nivele
- 4.4. Fluctuaţiile numărului de fotoni emişi în rezultatul efectelor cooperative dintre radiatori
- 4.5. Concluzii
Concluzii şi recomandări
Lista lucrărilor ştiinţifice publicate la tema tezei Bibliografie
Declaraţia privind asumarea răspunderii
Curriculum vitae
Referenţi Oficiali
- Petru Hadji
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Fizică Aplicată - Alexandru Cliucanov
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea de Stat din Moldova
Teze
Acte Normative
