Рассмотрены столкновения между атомами натрия и калия в условиях оптической ориентации атомов калия. В результате столкновений происходит спиновый обмен между сталкивающимися атомами, что приводит к сдвигу частоты магнитного резонанса атомов. Проведенные расчеты показали, что сдвиг частоты магнитного резонанса атомов Na в верхнем сверхтонком состоянии ( F=2) при росте температуры в камере поглощения от 300 до 500 K меняет знак с отрицательного на положительный и проходит через нуль в окрестностях температуры T~450 K, в то время как сдвиг частоты нижнего сверхтонкого состояния ( F=1) остается отрицательным во всем диапазоне исследуемых температур. Подобного рода явление обнаружено впервые для случая, когда основной вклад в величину сдвига частоты магнитного резонанса вносит спиновый обмен. Ключевые слова: спиновый обмен, поперечные сечения, сдвиги частоты магнитного резонанса.
Рассмотрены столкновения между атомами натрия и калия в условиях оптической ориентации атомов калия. В результате столкновений происходит спиновый обмен между сталкивающимися атомами, что приводит к сдвигу частоты магнитного резонанса атомов. Проведенные расчеты показали, что сдвиг частоты магнитного резонанса атомов Na в верхнем сверхтонком состоянии ( F=2) при росте температуры в камере поглощения от 300 до 500 K меняет знак с отрицательного на положительный и проходит через нуль в окрестностях температуры T~450 K, в то время как сдвиг частоты нижнего сверхтонкого состояния ( F=1) остается отрицательным во всем диапазоне исследуемых температур. Подобного рода явление обнаружено впервые для случая, когда основной вклад в величину сдвига частоты магнитного резонанса вносит спиновый обмен. Ключевые слова: спиновый обмен, поперечные сечения, сдвиги частоты магнитного резонанса.
В рамках фурье-анализа были исследованы световые сдвиги резонансов когерентного пленения населенностей в периодически модулированном лазерном поле, когда частота модуляции варьируется вблизи дробной частоты сверхтонкого расщепления в основном состоянии атомов Δ/ (где = 1, 2, 3, ...). Такой тип модуляции обычно имеет место в малогабаритных часах с полупроводниковым лазером, когда ток инжекции гармонически модулирован на частоте , либо при использовании электрооптического или акустооптического модулятора. При этом формируется полихроматическое эквидистантное излучение, в котором имеются только две частотные компоненты, наиболее резонансные рабочим оптическим переходам в атоме, в то время как все остальные частотные компоненты являются относительно нерезонансными. На основе точных численных расчетов мы показали, что широко распространенная точка зрения, согласно которой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей определяется обычным квадратичным штарковским сдвигом нижних атомных уровней, является, в общем случае, существенно некорректной. Это обусловлено тем, что в общем случае дополнительный вклад в световой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей, обусловленный биениями (на частоте Δ) между различными нерезонансными частотными компонентами, может быть сопоставим (или даже доминировать) по отношению к величине стандартного штарковского сдвига. Более того, эти биения являются фазовочувствительными. Поэтому даже наличие детальной информации о спектральном составе модулированного излучения (например, с помощью спектр-анализатора) не является достаточным для определения светового сдвига резонанса когерентного пленения населенностей.
В настоящей работе мы исследуем сдвиг в атомных интерферометрах, обусловленный асимметрией формы линии спектроскопического сигнала, и который ранее не обсуждался в научной литературе. Эта асимметрия возникает вследствие того, что чирпирование лазерного излучения осуществляется не только во время интервалов свободной эволюции атомов, но также и во время действия рамесевских импульсов. В результате, эффективная отстройка от рабочего атомного перехода во время действия импульсов тоже зависит от скорости чирпирования, что, в свою очередь, и приводит к возникновению сдвига, обусловленного асимметрией формы линии (lineshape-asymmetry-caused shift, LACS). Показано, что этот сдвиг имеет обратную кубическую зависимость ∝ 1/T от длительности интервала свободной эволюции T, что заметно контрастирует с типичной для атомной интерферометрии зависимостью ∝ 1/T . Поэтому метрологическая значимость этого сдвига существенно возрастает для малогабаритных атомных интерферометров с малой базой. Например, для интерферометров-гравиметров типа Маха–Цендера, использующих двухфотонные переходы в атомах рубидия, при T ∼ 1 мс мы оцениваем сдвиг LACS и его вариации на уровне 0.1–1 мГал, в то время как для T ∼ 100 мкс это может достигать величины 0.1–1 Гал.
Рассмотрен метод формирования когерентных коррелированных состояний (ККС) частиц низкой энергии за счет полномасштабной низкочастотной модуляции параметров параболической потенциальной ямы и:(t) = о-’оsinQi, в которой находятся эти частицы. Показано, что такая модуляция в отсутствие случайной силы, действующей на частицу, приводит к быстрому формированию ККС и возрастанию коэффициента корреляции и прозрачности потенциального барьера до предельных значений |r(f)| mа;с -> 1. D -¥ 1. Наличие случайной силы существенно влияет на эволюцию ККС, уменьшая темп роста коэффициента корреляции |r(f)|mа;с (при Q < 10 _’ 4Wи) и ограничивая его на уровне |''г(ос)| таа: < 1 (при Q = (10 _-10 _1)wи). причем величина |/''(ос)| та:с возрастает при уменьшении частоты модуляции и уменьшается при увеличении интенсивности случайной силы. Показано, что при реалистичном соотношении параметров за счет низкочастотной модуляции возможно достижение такой величины |/-|, когда прозрачность потенциального барьера для частиц низкой энергии возрастает в 10 ,и-10 1(ю и более раз. Рассмотрен механизм формирования ККС для заряженных частиц при воздействии на газ или плазму низкого давления низкочастотного магнитного поля. Определено, при каком соотношении напряженности магнитного поля и частоты модуляции, а также температуры и плотности газа (плазмы) рассматриваемый метод может быть использован для оптимизации ядерных реакций при низкой энергии.
В статье рассмотрено влияние штарковского сдвига на степень пере- путывания двух атомов с вырожденными двухфотонными переходами, пос- ледовательно пролетающих идеальный одномодовый резонатор. Рассмотрен случай, когда резонаторное поле приготовлено в вакуумном состоянии, а каждый из атомов - в когерентной суперпозиции возбужденного и основного состояний. При этом также предполагалось, что атомы пролетают резонатор за одинаковое время. На основе точного выражения для оператора эволюции исследован параметр атом-атомного перепутывания для различных значений параметров когерентности двухуровневых атомов и различных времен про- лета атомами резонатора. Показано, что штарковский сдвиг энергетических уровней может использоваться для эффективного контроля за степенью атомного перепутывания.
Динамика нестационарной квантовой системы, гамильтониан которой явно зависит от времени, называется адиабатической, если ее состояние, совпадающее с собственным состоянием гамильтониана в начальный момент времени, остается близко к этому собственному состоянию в течение всей эволюции. При этом степень такой близости зависит от малости параметра, определяющего скорость изменения гамильтониана. Обычно считается, что один из факторов, играющих решающую роль для стабильности адиабатической динамики, - это структура спектра гамильтониана. Как утверждает квантовая адиабатическая теорема в своей обычной формулировке, отклонение от адиабатической эволюции можно оценить сверху отношением скорости изменения гамильтониана к минимальному расстоянию между энергией состояния, которое аппроксимирует адиабатическую динамику, и остальным спектром гамильтониана. Проводится анализ этой зависимости. Доказаны теоремы, показывающие, что на эффективность адиабатической аппроксимации больше влияет скорость изменения собственных векторов гамильтониана, чем динамика спектра. В подавляющем большинстве физически осмысленных случаев оказывается, что если мы можем контролировать динамику собственных векторов, то этого достаточно для обеспечения адиабатичности вне зависимости от динамики спектра как таковой.
Модель Изинга с немагнитным разбавлением применяется для теоретического описания многих объектов и явлений в физике конденсированных сред и ядерной физике. Влияние немагнитного разбавления на критическое поведение магнетиков, в том числе и тех, которые описываются моделью Изинга, представляет значительный научный интерес. Для модели Изинга с немагнитным разбавлением не удается построить точное решение для какой-либо кристаллической решетки. Свойства этой модели исследуются либо численно, либо в том или ином приближении. В настоящей работе получено точное решение для одномерной модели Изинга с неподвижными, хаотично расположенными немагнитными примесями. Точное решение основано на представлении статистической суммы разбавленной цепочки в виде произведения статистических сумм изолированных отрезков цепочки различной длины. Для вычисления статистических сумм этих отрезков использован метод несимметричной трансфер-матрицы, с помощью которого найдено точное значение свободной энергии цепочки с примесями как функция концентрации примеси, температуры и внешнего магнитного поля. Затем полученное точное решение сравнивалось с решением, полученным в псевдохаотическом приближении. Оказывается, что в нулевом внешнем поле точное решение полностью совпадает с решением, полученным в псевдохаотическом приближении. При наличии внешнего поля разница между точным и приближенным значением свободной энергии зависит от концентрации примесей и от температуры. Эта разница и была исследована в настоящей работе. Ключевые слова: фазовые переходы, модель Изинга, разбавленный магнетик.