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Anales de física

Propiedades estadísticas de la radiación emitida en el modelo de Jaynes-Cummings térmico.

M. Kozierowski, J.F. Poyatos, Luis Lorenzo Sánchez-Soto

Published Jan 1, 1995• 0 citations
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Interacao da radiacao com a materia no modelo de Jaynes-Cummings

CELIA M. A. DANTAS, Elias de Souza Leite, N. G. de Almeida +2 more

Estudos (Goiania)•Jan 1, 2003•0 citations

El modelo de Laynes-Cummings

Eugenio Roldán

espanolEn este trabajo se presenta una introduccion a uno de los modelos mas importantes en optica cuantica: el modelo de Jaynes-Cummings (MJC). Se trata el problema conceptualmente mas sencillo de interaccion luz-materia en el marco de una teoria completamente cuantizada: la interaccion entre un solo atomo de dos niveles y un solo modo del campo electromagnetico dentro de la aproximacion de la onda rotante. Mostraremos que el MJC tambien describe otro tipo de sistemas, como el de un ion atrapado en un potencial armonico que interacciona con luz no cuantizada. Estudiamos detenidamente las propiedades atomicas (oscilaciones de Rabi, colapsos y revivals) y tambien del modo de radiacion (estadistica sub-Poissoniana, squeezing) y dedicamos especial atencion a la implementacion experimental de este tipo de interaccion. La presentacion esta especialmente dirigida a estudiantes de grado, siendo tambien adecuada como texto introductorio para posgraduados. EnglishThis work presents an introduction to one of the most important models in quantum optics: the Jaynes-Cummings model (JCM). It deals with the conceptually simplest problem in light – matter interaction within the frame of completely quantized theory: the interaction between a two-level single atom and a single mode of the electromagnetic field within the rotating wave approximation. It will be shown that JCM also describes other type of systems, like an ion trapped in a harmonic potential that interacts with non quantized light. We study carefully the atomic properties (Rabi oscillations, collapses and revivals), and also the radiation mode (sub-Poisson statistics, squeezing), and special emphasis is made on the experimental implementation of this type of interaction. This presentation is specially intended for grade students, being also appropriate as a introductory text for postgraduates.

Optica Pura y Aplicada•Jan 1, 2011•0 citations

Study of non-adiabatic dynamics with vibronic transitions for a molecule in an optical cavity.

Arley Flórez López

RESUMEN: En este trabajo de investigación se propone la extensión de algunos modelos hamiltonianos de interacción radiación-materia de moléculas inmersas en cavidades ópticas de radiación cuantizada. Si bien son muy conocidos los modelos Quantum Rabi (QR) y Jaynes-Cummings (JC) para dos estados electrónicos, a la hora de incluir estados vibracionales moleculares explícitamente se han propuesto otros modelos ad hoc como los modelos tipo Holstein. Los modelos Holstein-Jaynes Cummings (HJC) y Holstein-Quantum-Rabi (HQR) involucran a una molécula de dos estados electrónicos con estructura vibracional cuyas curvas de energía potencial tienen mínimos separados por una distancia denominada aquí factor de Huang-Rhys. Estos modelos permiten considerar estados polaritónicos de tipo vibrónico al acoplar la radiación. En este trabajo se ha sofisticado el modelo HQR al introducir además acoplamientos no-adiabáticos entre los estados electrónicos acoplados radiativamente. Es un hecho que los cruces evitados y efectos no-adiabáticos no son la excepción en moléculas, sino la norma, y gran parte de las fotoreacciones que involucran a estados excitados llevan consigo una dinámica no-adiabática a través de intersecciones cónicas (n dimensiones) o cruces evitados (1 dimensión). Aún siendo simples estos modelos radiación-materia su efectividad en la comprensión y predicción de fenómenos es abrumadora y merece la pena explorar la física que se desprende de estos modelos antes que realizar sofisticados cálculos desde primeros principios, especialmente cuando se involucran efectos no-adiabáticos más allá de la aproximación Born-Oppenheimer. Para calibrar la importancia de efectos no-adiabáticos en la dinámica polaritónica molecular, se propone un modelo HQR donde los estados electrónicos y sus curvas de energía se han expresado en una base diabática en la cual los cruces evitados pasan a ser cruces reales y los acoplamientos no-adiabáticos se anulan para pasar a tener acoplamientos electrostáticos. Este nuevo acoplamiento no adiabático debe ser responsable de transiciones entre polaritones vibrónicos y la tasa de cambio debe depender del factor de Huang-Rhys y de la magnitud de los acoples no-adiabáticos que así compiten con el acople radiación-materia. Así pues, esta tesis aborda un estudio teórico y computacional de los efectos no adiabáticos que afectan a la dinámica polaritónica molecular a nivel vibrónico.

•Jan 1, 2023•0 citations

Thermo Jaynes–Cummings model and its diagonalization

Hong-Yi Fan, Lu Hai-Liang

Physics Letters A•Sep 28, 2004•6 citations

The Generalized Thermo Jaynes–Cummings Model and Its Energy Spectrum

Heng-Mei Li, Hong-Yi Fan

International Journal of Theoretical Physics•Sep 6, 2010•0 citations

Baños térmicos cuánticos: influencia de la no-gaussianidad estadística y no-localidad dinámica en la evolución temporal de sistemas cuánticos abiertos

Leonardo A. Pachón

Durante los ultimos cuarenta anos el estudio de la perdida de energia y coherencia en sistemas cuanticos ha estado basado en el modelo de Ullersma-Caldeira-Legett, un modelo que describe el entorno de los sistemas cuanticos de interes como una coleccion de osciladores armonicos con evolucion clasica. El actual nivel de experimentacion y de control de los sistemas fisicos han puesto en duda la validez del modelo en sistemas moleculares (e.g. complejos fotosinteticos inmersos en solventes, sistemas quimicos en fase liquida o gaseosa y manipulados con pulsos laser intensos), dada la importancia de estos sistemas en el desarrollo de nuevas tecnologias cuanticas y en el entendimiento de los fenomenos cuanticos en sistemas mesoscopicos, se ha hecho necesario el desarrollo de nuevos modelos del entorno y de metodologias eficientes con gran poder de prediccion cuantitativo. Sin embargo, algunos de ellos son modificaciones artificiales del modelo de Ullersma-Caldeira-Legett sin un soporte fisico solido y limpio. El proyecto pretende formular un marco general que permita el estudio de las correlaciones cuanticas en (i) sistemas cuanticos en presencia de banos termicos no-armonicos (e.g. banos formados por moleculas diatomicas fuertemente acopladas) y (ii) sistemas acoplados a banos termicos con estatica termionica (e.g. banos de espines), es decir, se pretende estudiar la dinamica de sistemas cuanticos en contacto con reservorios igualmente cuanticos.

•Feb 1, 2013•0 citations
espanolEn este trabajo se presenta una introduccion a uno de los modelos mas importantes en optica cuantica: el modelo de Jaynes-Cummings (MJC). Se trata el problema conceptualmente mas sencillo de interaccion luz-materia en el marco de una teoria completamente cuantizada: la interaccion entre un solo atomo de dos niveles y un solo modo del campo electromagnetico dentro de la aproximacion de la onda rotante. Mostraremos que el MJC tambien describe otro tipo de sistemas, como el de un ion atrapado en un potencial armonico que interacciona con luz no cuantizada. Estudiamos detenidamente las propiedades atomicas (oscilaciones de Rabi, colapsos y revivals) y tambien del modo de radiacion (estadistica sub-Poissoniana, squeezing) y dedicamos especial atencion a la implementacion experimental de este tipo de interaccion. La presentacion esta especialmente dirigida a estudiantes de grado, siendo tambien adecuada como texto introductorio para posgraduados. EnglishThis work presents an introduction to one of the most important models in quantum optics: the Jaynes-Cummings model (JCM). It deals with the conceptually simplest problem in light – matter interaction within the frame of completely quantized theory: the interaction between a two-level single atom and a single mode of the electromagnetic field within the rotating wave approximation. It will be shown that JCM also describes other type of systems, like an ion trapped in a harmonic potential that interacts with non quantized light. We study carefully the atomic properties (Rabi oscillations, collapses and revivals), and also the radiation mode (sub-Poisson statistics, squeezing), and special emphasis is made on the experimental implementation of this type of interaction. This presentation is specially intended for grade students, being also appropriate as a introductory text for postgraduates.
RESUMEN: En este trabajo de investigación se propone la extensión de algunos modelos hamiltonianos de interacción radiación-materia de moléculas inmersas en cavidades ópticas de radiación cuantizada. Si bien son muy conocidos los modelos Quantum Rabi (QR) y Jaynes-Cummings (JC) para dos estados electrónicos, a la hora de incluir estados vibracionales moleculares explícitamente se han propuesto otros modelos ad hoc como los modelos tipo Holstein. Los modelos Holstein-Jaynes Cummings (HJC) y Holstein-Quantum-Rabi (HQR) involucran a una molécula de dos estados electrónicos con estructura vibracional cuyas curvas de energía potencial tienen mínimos separados por una distancia denominada aquí factor de Huang-Rhys. Estos modelos permiten considerar estados polaritónicos de tipo vibrónico al acoplar la radiación. En este trabajo se ha sofisticado el modelo HQR al introducir además acoplamientos no-adiabáticos entre los estados electrónicos acoplados radiativamente. Es un hecho que los cruces evitados y efectos no-adiabáticos no son la excepción en moléculas, sino la norma, y gran parte de las fotoreacciones que involucran a estados excitados llevan consigo una dinámica no-adiabática a través de intersecciones cónicas (n dimensiones) o cruces evitados (1 dimensión). Aún siendo simples estos modelos radiación-materia su efectividad en la comprensión y predicción de fenómenos es abrumadora y merece la pena explorar la física que se desprende de estos modelos antes que realizar sofisticados cálculos desde primeros principios, especialmente cuando se involucran efectos no-adiabáticos más allá de la aproximación Born-Oppenheimer. Para calibrar la importancia de efectos no-adiabáticos en la dinámica polaritónica molecular, se propone un modelo HQR donde los estados electrónicos y sus curvas de energía se han expresado en una base diabática en la cual los cruces evitados pasan a ser cruces reales y los acoplamientos no-adiabáticos se anulan para pasar a tener acoplamientos electrostáticos. Este nuevo acoplamiento no adiabático debe ser responsable de transiciones entre polaritones vibrónicos y la tasa de cambio debe depender del factor de Huang-Rhys y de la magnitud de los acoples no-adiabáticos que así compiten con el acople radiación-materia. Así pues, esta tesis aborda un estudio teórico y computacional de los efectos no adiabáticos que afectan a la dinámica polaritónica molecular a nivel vibrónico.
Durante los ultimos cuarenta anos el estudio de la perdida de energia y coherencia en sistemas cuanticos ha estado basado en el modelo de Ullersma-Caldeira-Legett, un modelo que describe el entorno de los sistemas cuanticos de interes como una coleccion de osciladores armonicos con evolucion clasica. El actual nivel de experimentacion y de control de los sistemas fisicos han puesto en duda la validez del modelo en sistemas moleculares (e.g. complejos fotosinteticos inmersos en solventes, sistemas quimicos en fase liquida o gaseosa y manipulados con pulsos laser intensos), dada la importancia de estos sistemas en el desarrollo de nuevas tecnologias cuanticas y en el entendimiento de los fenomenos cuanticos en sistemas mesoscopicos, se ha hecho necesario el desarrollo de nuevos modelos del entorno y de metodologias eficientes con gran poder de prediccion cuantitativo. Sin embargo, algunos de ellos son modificaciones artificiales del modelo de Ullersma-Caldeira-Legett sin un soporte fisico solido y limpio. El proyecto pretende formular un marco general que permita el estudio de las correlaciones cuanticas en (i) sistemas cuanticos en presencia de banos termicos no-armonicos (e.g. banos formados por moleculas diatomicas fuertemente acopladas) y (ii) sistemas acoplados a banos termicos con estatica termionica (e.g. banos de espines), es decir, se pretende estudiar la dinamica de sistemas cuanticos en contacto con reservorios igualmente cuanticos.