原子与两赝模库耦合系统的动力学性质及量子芝诺效应

论文摘要

量子体系和环境的相互作用是当前量子光学研究中的热点,如何去调节和控制量子体系所处的环境同样吸引着科学家们的注意。本文将把不同的外界环境建模为各个类型的结构库以便研究各种环境与不同原子体系之间的相互作用。我们将原子体系放置在洛伦兹型结构库或带隙模中,利用结构库态密度函数的不同来模拟原子所处环境的变化,通过改变结构库的参数研究原子在不同的环境中衰减时所体现出的独特性质。本文着重讨论了原子与两赝模库耦合的情况,发现在强耦合的情况下原子与库之间能量信息的交换更为显著,相较于单个洛伦兹型结构库,两个洛伦兹型结构库对原子跃迁的影响更大。在对结构库中原子自发辐射出的光子进行探测时,我们发现随着探测时间间隔τ的减小,原子从初态衰减的速率逐渐减缓,当τ → 0时,原子就像被“冻结”在了初态,这一现象说明外界连续频繁的测量改变了原子的衰减特性,导致了量子芝诺效应的出现。需要强调的是,在原子体系和带隙模相互作用的过程中,会出现态密度函数为零的情况,此时原子所处的环境是一个空库,原子无法进行自发辐射,这样无论外界探测与否,原子都将保持在初态,我们把这种现象称为布居囚禁,而不是测量导致的量子芝诺效应。对于三能级原子,当两个原子的上能态简并时,原子和结构库的耦合会导致相干布居囚禁。为了进一步理解该现象,我们转换了新的表象,发现在新的表象中原子的一个跃迁通道与结构库的耦合被增强,另一个耦合被减弱进而产生退耦合现象,这也导致了亚稳态的出现,此时原子处在该状态的概率几乎不随时间变化。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 石毅

导师: 李高翔

关键词: 赝模,量子芝诺效应,布居囚禁,亚稳态

来源: 华中师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华中师范大学

分类号: O431.2

总页数: 54

文件大小: 2982K

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