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理论物理学家法罗克·米维瓦尔研究了量子腔内发射光的两个原子集合的相互作用

2024-02-20 09:53:45  来源:激光网原创    

理论物理学家法罗克·米维瓦尔研究了量子腔内发射光的两个原子集合的相互作用 - 量子腔是一种光学器件,由两个彼此相对的高质量微小镜子组成,将光长时间限制在一个小区域内。该模型和预测可以在最先进的腔/波导量子电动力学实验中实现和观察,并可能在新一代所谓的“超辐射激光器”中得到应用。

“超辐射”是量子光学中最令人惊讶和最引人注目的现象之一。然而,通过将原子想象成一个微小的天线,可以在适当的条件下发光,可以很容易地直观地理解它。“现在想象一下,有一个N原子的集合。当这些 N 原子彼此相距很远并受到热激发时,它们彼此独立辐射,因此发射光的强度与原子数 N 成正比“,因斯布鲁克大学理论物理系的 Farokh Mivehvar 解释说。然而,如果这些原子的位置非常接近,原子天线就会开始相互交谈,从而相互同步,从而发出强度与原子数的平方一样的光。“人们可以想象这种情况,因为原子形成一个单一的巨型天线,可以更有效地发光,”Farokh Mivehvar继续说道。“因此,原子发射能量的速度比独立原子快N倍。正是这种效应被称为“超辐射”。

在他最近发布在《物理评论快报》上的著作中,Farokh Mivehvar从理论上考虑了量子腔内的“两个”原子集合,每个原子都包含许多原子。在每个集合中,原子彼此非常接近,可以“超辐射”发光。“然而,先验地不清楚这两个与两个原子系综相关的巨型天线如何同时发光,”Mivehvar说。事实证明,这并非微不足道。“特别是,我们发现了两个巨型天线可以发光的两种不同方式。在第一种方式中,两个巨型天线相互配合,形成一个单一的超巨型天线,发出超辐射的光更是如此。然而,在第二种方式中,两个巨大的天线相互竞争,从而抑制了超辐射光发射。特别是,当两个系综具有相同数量的原子时,超辐射光发射被完全抑制。“此外,我们还发现两个巨型天线发出的光是前面提到的两种类型的叠加,并且具有振荡特性”,Farokh Mivehvar说。

该模型和预测可以在最先进的腔/波导量子电动力学实验中实现和观察。这些发现也可能在新一代所谓的超辐射激光器中得到应用。

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