Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Apabila skala kuantum mempengaruhi cara atom memancarkan dan menyerap zarah cahaya

Anonim

Pada tahun 1937, ahli fizik AS, Isidor Rabi memperkenalkan model mudah untuk menerangkan bagaimana atom memancarkan dan menyerap zarah cahaya. Sehingga kini, model ini masih belum dijelaskan sepenuhnya. Dalam makalah baru-baru ini, ahli fizik buat kali pertama menggunakan teknik berangka yang tepat: teknik kuantum Monte Carlo, yang direka untuk menerangkan fenomena penyerapan foton dan pelepasan. Penemuan ini baru-baru ini diterbitkan dalam EPJ D oleh Dr Flottat dari Nice -Sophia Antipolis Non Linear Institute (INLN) di Perancis dan rakan sekerja. Mereka mengesahkan keputusan sebelumnya yang diperoleh dengan kaedah simulasi anggaran.

iklan


Menurut model Rabi, apabila atom berinteraksi dengan cahaya dalam rongga, dan mereka mencapai keadaan keseimbangan, atom menjadi "berpakaian" dengan foton. Kerana ini berlaku pada skala kuantum, sistem itu, pada hakikatnya, adalah superposisi dari pelbagai negeri - atom yang teruja dan tidak dieksekusi - dengan bilangan foton yang berbeza.

Dalam kajian ini, pasukan menyesuaikan algoritma kuantum Monte Carlo untuk menangani kes ini. Mereka mencipta versi baru dari algoritma yang sedia ada, satu yang merangkumi jumlah fluktuasi foton. Ini memungkinkan untuk mengkaji atom berpakaian sehingga 20 foton setiap satu. Tiada kaedah simulasi tepat lain yang sedia ada - termasuk pendekatan diagonalisasi tepat dan kepadatan matriks kepadatan matriks yang tepat - boleh memberi kesan kepada kesan ini.

Penulis mendapati bahawa terdapat kesan dramatik pada skala kuantum untuk sistem atom cahaya yang digabungkan dengan kuat. Mereka menunjukkan bahawa adalah penting untuk mengambil kira kesan yang terhasil daripada bilangan kegembiraan yang tidak dipelihara, kerana gandingan foton atom cukup besar untuk kesan ini menjadi penting. Contohnya, dalam eksperimen gandingan atom cahaya konvensional dalam rongga makroskopik, gandingannya sangat kecil sehingga satu atom rata-rata berpakaian kurang daripada satu foton. Dengan gandingan yang meningkat dengan faktor, katakanlah, sepuluh ribu, ahli fizik telah mengamati negara berpakaian dengan puluhan foton setiap atom.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Springer . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Thibaut Flottat, Frédéric Hébert, Valéry G. Rousseau, George Ghassan Batrouni. Kajian Quantum Monte Carlo mengenai model Rabi-Hubbard . Jurnal Fizikal Eropah D, 2016; 70 (10) DOI: 10.1140 / epjd / e2016-70492-x