Реферат лекции 45 (Электронные лекции)

КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯВторой поток. Осень 2014Реферат лекции 451. Излучение атома в резонаторе с потерямиДля атома, находящегося в резонансе с одной из мод резонатора с потерями, взолотом правиле Ферми спектральная объемная плотность состояний свободногопространстваρ fs ( ω) = 4πω2( 2πc )3должна быть заменена на спектральную объемную плотность одной модыρcav ( ω) =1πκV( κ - скорость затухания амплитуды поля, V - объем резонатора). При учетедиаграммы направленности излучения в пустом пространстве скорость излученияатома в резонаторе с потерямиΓ cav3 Qλ 3= Γs 2 ⋅≡ Γs f .4π VНетрудно получить f 1 : резонанс с модой резонатора увеличивает скоростьспонтанного излучения атома (эффект Перселла).Если расстройка частот перехода и ближайшей к резонансу моды Δ κ , то3λ3 ⎛ ω ⎞= Γs⋅⎜ ⎟ ≡ Γs f .216π VQ ⎝ Δ ⎠2Γ cavf 1 : отсутствие резонанса с модой резонатора уменьшаетНетрудно получить скорость спонтанного излучения атома (подавленное спонтанное излучение).• Использование ридберговских атомов (см.

L20, п. 3)• Наблюдение эффекта Перселла для одиночного атома: оценки P. Goy, J. M. Raimond, M. Gross, and S. Haroche. “Observation of Cavity-Enhanced Single-AtomSpontaneous Emission”. Phys. Rev. Lett., vol. 50, no. 24, pp. 1903–1906 (1983)•Наблюдение подавленного спонтанного излучения одиночного атома: оценки R.G. Hulet, E.S. Hilfer, and D. Kleppner. “Inhibited Spontaneous Emission by a Rydberg Atom”Phys.

Rev. Lett., v. 55, no. 20, pp. 2137–2140 (1985)2. Рассеяние фотона на электроне• Эффект Комптона: оценка в оптическом диапазонеРассеяние фотона оптического диапазона на покоящемся электроне может бытьописано матричным элементом оператораДифференциальное сечение рассеянияˆ 2 2mc 2Vˆ2 = eA(см. L42, п. 2).d σ ( k 2 ) = α 4 a02 sin 2 ψ d Ωгде ψ - угол между направлением поляризации начального фотона и направлениемволнового сектора конечного фотона; в точности совпадает с результатомклассического расчета – томсоновским сечением рассеяния (см.

ЛЛII, §78).1Реферат лекции 453. Рассеяние фотона на атомеМодель А: стандартная теория возмущений в dE- калибровке. Процесс рассеянияописывается составным матричным элементом второго порядка2V( ) = 2π ω1ω2 Σnk ,⎡ (d e )(d e ) (d e )(d e )⎤Σnk = ∑ ⎢ ki 2 in 1 + ki 1 in 2 ⎥ .⎢ ωin − ω1ωik + ω1 ⎥⎦i ⎣Плотность конечных состояний должна быть взята для одного испущенного фотонаω2 . Золотое правило Ферми приводит к формуле для сечения рассеянияω1ω 322dσ = 2 4 Σ nk dΩ2 .=c••( A)Рэлеевское и рамановское рассеянияНефизичность сечений ( A) вблизи резонанса: ограничение на сечения Система вблизи резонанса очень чувствительна ко внешнимвоздействиям.Модель B: учет квазистационарности возбужденных состояний атома (см.

L42, п. 1 иL43, п. 2):•ωin → ωin + iγi .Оценка максимальной величины сечения резонансной флюоресценцииМодель С: унитарность эволюции, учет сдвига уровней полем излучения. Модельдвухуровневой системы в резонансном поле (см. L38, п. 2) дает для среднегодипольного моментаdˆ (t ) = d12 {cos ⎡⎣(ω0 −Ω)t ⎤⎦ − cos ⎡⎣(ω0 + Ω)t ⎤⎦ } 2 ,гдеΩ- частота Раби. Мощность излучения (приΩ ω0 ),d122 ω04,PC =6c 3не зависит от напряженности поля.• Определение кроссоверного значения амплитуды поля волны•Ecмеждумоделями B и С и его интерпретацияОценка максимальной скорости рассеяния фотонов одиночным атомомТермины1.2.3.4.5.6.7.8.Эффект ПерселлаПодавленное спонтанное излучениеЭффект КомптонаТомсоновское сечение рассеянияРэлеевское рассеяниеРамановское рассеяниеРезонансная флюоресценцияЭффект Штарка в переменном поле = эффект Аутлера – Таунса■2.