Модель Джейнса-Каммингса (Jaynes–Cummings model, коротко JCM) — теоретическая модель в квантовой оптике. Она описывает систему, состоящую из двухуровнего атома, взаимодействующего с квантованной модой оптической полости, в присутствии/отсутствии света. JCM занимает особое место в атомной физике и в квантовой оптике, как экспериментальной, так и теоретической. Является также стандартной моделью в наноэлектронике для описания кубитов, взаимодействующих с монохроматическим электромагнитным полем (например, используемым для квантовой манипуляции).
История
Эта модель первоначально была предложена в 1963 году Эдвином Джейнсом и Фредом Каммингсом при сравнении квантовой теории излучения и полуклассической теории явления спонтанного излучения[1]. В полуклассической теории взаимодействия атом-поле, квантовался только атом, а поле рассматривалось скорее как некоторая функция времени, а не оператор. Полуклассическая теория может объяснить много явлений, наблюдаемых в современной оптике (например, существование «цикла Раби»).
JCM показала, как квантование поля излучения влияет на эволюцию состояния двухуровневой системы в сравнении с полу-классической теорией взаимодействия света с атомом. Позже было обнаружено, что возрождение атомной инверсии после её распада является прямым следствием дискретности состояний поля (фотоны)[2][3]. Это чисто квантовый эффект, который может быть описан с помощью JCM, но не с помощью полуклассической теории. Двадцать четыре года спустя, Ремпе, Вальтер, и Кляйн провели[4] красивую демонстрацию квантовых коллапсов (распадов) и ревайвэлов (возрождений) в одноатомном мазере.
Коллапсы и возрождения квантовых осцилляций
График квантовых осцилляций атомной инверсии построен на основе формул, найденных А.А. Карацубой и Е.А. Карацубой[5].
Примечания
- ↑ E.T. Jaynes, F.W. Cummings (1963). “Comparison of quantum and semiclassical radiation theories with application to the beam maser”. Proc. IEEE. 51 (1): 89—109. DOI:10.1109/PROC.1963.1664.
- ↑ F.W. Cummings (1965). “Stimulated emission of radiation in a single mode”. Phys. Rev. 140 (4A): A1051—A1056. DOI:10.1103/PhysRev.140.A1051.
- ↑ J.H. Eberly, N.B. Narozhny, and J.J. Sanchez-Mondragon (1980). “Periodic spontaneous collapse and revival in a simple quantum model”. Phys. Rev. Lett. 44 (20): 1323—1326. DOI:10.1103/PhysRevLett.44.1323.
- ↑ G. Rempe, H. Walther, and N. Klein (1987). “Observation of quantum collapse and revival in a one-atom maser”. Phys. Rev. Lett. 58 (4): 353. DOI:10.1103/PhysRevLett.58.353. PMID 10034912.
- ↑ A. A. Karatsuba, E. A. Karatsuba (2009). “A resummation formula for collapse and revival in the Jaynes–Cummings model”. J. Phys. A: Math. Theor. (42): 195304, 16. Bibcode:2009JPhA...42s5304K. DOI:10.1088/1751-8113/42/19/195304.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .