Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Izvestiya VUZ Applied Nonlinear Dynamics

ДИНАМИКА АМПЛИТУД ВЕРОЯТНОСТИ В ВОДОРОДОПОДОБНОМ АТОМЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЬНОГО ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С УЧЕТОМ ПЕРЕХОДОВ В КОНТИНУУМ

Published Jan 1, 2008• 0 citations
Publisher

Abstract

ДИНАМИКА АМПЛИТУД ВЕРОЯТНОСТИ В ВОДОРОДОПОДОБНОМ АТОМЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЬНОГО ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С УЧЕТОМ ПЕРЕХОДОВ В КОНТИНУУМ М.В.Рябинина, Л.А.МельниковИсследована динамика заселенностей уровней 4s и 3p атома водорода при действии сильного лазерного одночастотного линейно поляризованного поля в условиях одно-, двух-и трехфотонного резонанса, а также при достаточно большой отстройке частоты поля от частоты перехода без использования теории возмущений и приближения медленно меняющихся заселенностей.Показано, что существует низкочастотная модуляция оптических колебаний, частота которой при некоторых значениях амплитуды поля обращается в нуль.Для перехода 3s ↔ 2p исследована динамика заселенностей дискретных уровней 3s и 2p, а также состояний в континууме, связанных с уровнем 3s оптическим переходом.Продемонстрированы когерентные осцилляции заселенности континуальных уровней.

DOI
10.18500/0869-6632-2008-16-1-99-114

Related papers

Неупругое рассеяние фотона водородоподобным атомом

В. В. Скобелев

Рассмотрено неупругое рассеяние фотона связанным электроном водородоподобного атома с получением выражения сечения этого процесса, который может происходить как без, так и с изменением энергии фотона за счет атомных переходов. В рамках стандартной диаграммной техники с пропагатором свободного электрона получены общие выражения для амплитуды и сечения процесса. Приводится аргументация правомочности использования этого представления пропагатора при расчете амплитуды в поле ядра. Как сопутствующий результат, в основном приближении по малому «атомному» параметру разложения (Zα) << 1, α = e² / ћc, найдено также выражение матрицы плотности электрона в поле ядра. Показано, что в реальной ситуации при температурах Т << mₑ равновесного поля излучения этим процессом можно пренебречь по сравнению со спонтанным излучением водородоподобного атома, несмотря на меньшую степень параметра (Zα) в его амплитуде. Насколько нам известно, в такой постановке этот достаточно важный вопрос в литературе не обсуждался.

•Jan 1, 2017•0 citations

Электромагнитно индуцированная прозрачность коротких слабых и мощных импульсов лазерного излучения

Oleg M. Parshkov

Сообщаются выводы теоретического исследования зависимости характеристик явления электромагнитно индуцированной прозрачности от мощности импульса входного пробного излучения при эллиптической поляризации лазерных полей. Анализ проведен для -схемы неоднородно уширенных квантовых переходов между уровнями 3P0, 3P10 и 3P2 изотопа 208Pb. Рассматриваются случаи резонанса, т. е. совпадения частот пробного и управляющего полей с центральными частотами соответствующих квантовых переходов, и квазирезонанса, когда такое совпадение имеет место лишь с точностью до ширины линии соответствующего квантового перехода. Показано, что в указанных случаях существует тенденция распада входного пробного излучения на импульсы с различными поляризационными характеристиками. Если входное пробное излучение достаточно слабо, то эти импульсы имеют постоянные поляризационные характеристики и являются импульсами нормальных мод. В случае большей мощности входного пробного излучения импульсы, на которые оно распадается в среде, не являются импульсами нормальных мод, но их поляризационные характеристики колеблются около значений, присущих нормальным модам. При этом фазовая модуляция пробного поля присутствует на всех стадиях его распространения в среде. Показано, что с ростом интенсивности входного пробного излучения прозрачность среды для пробного поля уменьшается. Однако она достаточно велика, если поляризационные характеристики входного пробного излучения совпадают с таковыми для нормальной моды, большая ось эллипса поляризации которой параллельна большой оси эллипса поляризации управляющего поля. Ключевые слова: электромагнитно индуцированная прозрачность, нормальные моды.

Оптика и спектроскопия•Jan 1, 2021•0 citations

Квантовые сенсоры электрических полей на основе ридберговских атомов

Атомы в высоковозбужденных ридберговских состояниях с главным квантовым числом n>>1 обладают большими дипольными моментами, которые растут как n 2 с ростом n [1,2].Благодаря этому электрические поляризуемости ридберговских уровней растут как n 7 и на много порядков превышают поляризуемости атомов в низковозбужденных состояниях.Это особенно привлекательно для создания высокочувствительных квантовых сенсоров постоянных и радиочастотных электрических полей, что было отмечено еще в наших самых первых работах по спектроскопии ридберговских атомов Na в атомном пучке [3][4][5].В настоящее время во всех ведущих странах мира ведутся работы по созданию квантовых сенсоров электрических полей на основе паров атомов щелочных металлов, возбуждаемых в ридберговские состояния в малогабаритных оптических ячейках.При регистрации микроволнового излучения с частотой свыше 1 ГГц используется измерение расщепления одиночного резонанса электромагнитноиндуцированной прозрачности (ЭИП), возникающего при возбуждении атомов в ридберговские состояния [6], на два резонанса за счет динамического эффекта Штарка (эффект Аутлера-Таунса) в поле микроволнового излучения, резонансного переходам между ридберговскими состояниями [7,8].Частоты этих переходов легко варьируются изменением n, так как расстояние между соседними ридберговскими уровнями имеет зависимость n -3 и изменяется от единиц гигагерц для высоких состояний до сотен гигагерц для более низких состояний.Фундаментальная чувствительность регистрации СВЧ-излучения на переходах между ридберговскими состояниями определяется только квантовыми шумами.На основе ридберговских сенсоров могут быть построены как метрологические стандарты измерителей напряженности электрического поля [9], так и высокочувствительные детекторы радиочастотных полей для различных применений [10].В настоящем докладе будет дан краткий обзор состояния дел в мире в области создания квантовых сенсоров постоянных и радиочастотных электрических полей на основе ридберговских атомов.Также будут представлены наши первые экспериментальные результаты по наблюдению резонанса ЭИП в оптической ячейке с атомами Rb, возбуждаемыми по двухфотонной схеме в ридберговское состояние 30S.Работа была поддержана грантом РНФ 23-12-00067 в части двухфотонного лазерного возбуждения ридберговских состояний.

Высшая школа: научные исследования•Sep 1, 2023•0 citations

Динамика точно решаемой нелинейной модели квантовой электродинамики резонаторов

Eugene K. Bashkirov, Evgenii Konstantinovich Bashkirov

Рассмотрена система, состоящая из двух идентичных искусственных атомов (кубитов), нерезонансно взаимодействующих посредством вырожденных двухфотонных переходов с модой теплового квантового поля идеального микроволнового резонатора при наличии керровской нелинейности. Для рассматриваемой модели получено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы «два кубита + мода поля резонатора». Для решения квантового уравнения эволюции использовано представление «одетых» состояний, то есть собственных функций гамильтониана. Найден полный набор «одетых» состояний рассматриваемой модели. С его помощью первоначально найдено решение уравнения эволюции для перепутанных начальных состояний кубитов и фоковских состояний поля резонатора, то есть состояний с определенным числом фотонов в резонаторной моде. Указанное решение использовано для построения точного решения квантового уравнения Лиувилля в случае теплового состояния поля резонатора. Усреднением полной матрицы плотности по переменным поля резонатора найдена редуцированная матрица плотности двух кубитов. Двухкубитная матрица плотности использована для вычисления параметра перепутывания кубитов в аналитическом виде для двух типов начальных перепутанных состояний кубитов белловского типа. В качестве количественного критерия перепутывания кубитов выбран параметр Переса-Хородецких, или отрицательность. Проведено численное моделирование временной зависимости параметра перепутывания кубитов для различных параметров модели и начальных состояний кубитов. Наиболее интересным представляется результат, заключающийся в том, что для некоторых параметров модели учет керровской нелинейности приводит к существенной стабилизации начального перепутывания кубитов, а также к исчезновению эффекта мгновенной смерти перепутывания.

Вестник Самарского государственного технического университета Серия Физико-математические науки•Jan 1, 2023•0 citations

Упругое рассеяние ультракоротких лазерных импульсов на атомах благородных газов

Валерий Александрович Астапенко, МОРОЗ Н.Н.

Работа посвящена теоретическому исследованию упругого рассеяния ультракоротких электромагнитных импульсов (УКИ) на атомах благородных газов в далеком ультрафиолетовом и мягком рентгеновском диапазонах. Рассмотрение проведено в рамках дипольного приближения и первого порядка квантово-механической теории возмущений. Основное внимание уделяется изучению зависимости полной вероятности рассеяния за все время действия импульса от длительности УКИ при различных значениях несущей частоты. Показано, что при определенных значениях параметров задачи исследуемая зависимость имеет нелинейный характер. Расчеты проведены для скорректированных гауссовских импульсов и вейвлет-импульсов без несущей частоты.

•Jan 1, 2018•0 citations

Динамика двухуровневых атомов, взаимодействующих с тепловым полем, для перепутанных начальных атомных состояний

Е.К. Башкиров, А.С. Соловьева, Michail S. Mastyugin

В статье исследована динамика перепутывания системы двух идентичных двухуровневых атомов, взаимодействующих с модой теплового электромагнитного поля в идеальном резонаторе. При этом в качестве начальных состояний атомов выбраны перепутанные состояния белловского типа. Используя полный набор собственных функций гамильтониана модели, мы нашли точное решение для матрицы плотности рассматриваемой системы. На ее основе получена редуцированная матрица плотности и вычислен параметр Переса - Хородецких. Численное моделирование параметра перепутывания для различных параметров модели показало возможность сохранения высокой степени перепутывания кубитов даже при высоких интенсивностях теплового поля. При этом имеется возможность управления и контроля за степенью перепутывания.

•Dec 17, 2015•0 citations
ДИНАМИКА АМПЛИТУД ВЕРОЯТНОСТИ В ВОДОРОДОПОДОБНОМ АТОМЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЬНОГО ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С УЧЕТОМ ПЕРЕХОДОВ В КОНТИНУУМ М.В.Рябинина, Л.А.МельниковИсследована динамика заселенностей уровней 4s и 3p атома водорода при действии сильного лазерного одночастотного линейно поляризованного поля в условиях одно-, двух-и трехфотонного резонанса, а также при достаточно большой отстройке частоты поля от частоты перехода без использования теории возмущений и приближения медленно меняющихся заселенностей.Показано, что существует низкочастотная модуляция оптических колебаний, частота которой при некоторых значениях амплитуды поля обращается в нуль.Для перехода 3s ↔ 2p исследована динамика заселенностей дискретных уровней 3s и 2p, а также состояний в континууме, связанных с уровнем 3s оптическим переходом.Продемонстрированы когерентные осцилляции заселенности континуальных уровней.
Рассмотрено неупругое рассеяние фотона связанным электроном водородоподобного атома с получением выражения сечения этого процесса, который может происходить как без, так и с изменением энергии фотона за счет атомных переходов. В рамках стандартной диаграммной техники с пропагатором свободного электрона получены общие выражения для амплитуды и сечения процесса. Приводится аргументация правомочности использования этого представления пропагатора при расчете амплитуды в поле ядра. Как сопутствующий результат, в основном приближении по малому «атомному» параметру разложения (Zα) << 1, α = e² / ћc, найдено также выражение матрицы плотности электрона в поле ядра. Показано, что в реальной ситуации при температурах Т << mₑ равновесного поля излучения этим процессом можно пренебречь по сравнению со спонтанным излучением водородоподобного атома, несмотря на меньшую степень параметра (Zα) в его амплитуде. Насколько нам известно, в такой постановке этот достаточно важный вопрос в литературе не обсуждался.
Сообщаются выводы теоретического исследования зависимости характеристик явления электромагнитно индуцированной прозрачности от мощности импульса входного пробного излучения при эллиптической поляризации лазерных полей. Анализ проведен для -схемы неоднородно уширенных квантовых переходов между уровнями 3P0, 3P10 и 3P2 изотопа 208Pb. Рассматриваются случаи резонанса, т. е. совпадения частот пробного и управляющего полей с центральными частотами соответствующих квантовых переходов, и квазирезонанса, когда такое совпадение имеет место лишь с точностью до ширины линии соответствующего квантового перехода. Показано, что в указанных случаях существует тенденция распада входного пробного излучения на импульсы с различными поляризационными характеристиками. Если входное пробное излучение достаточно слабо, то эти импульсы имеют постоянные поляризационные характеристики и являются импульсами нормальных мод. В случае большей мощности входного пробного излучения импульсы, на которые оно распадается в среде, не являются импульсами нормальных мод, но их поляризационные характеристики колеблются около значений, присущих нормальным модам. При этом фазовая модуляция пробного поля присутствует на всех стадиях его распространения в среде. Показано, что с ростом интенсивности входного пробного излучения прозрачность среды для пробного поля уменьшается. Однако она достаточно велика, если поляризационные характеристики входного пробного излучения совпадают с таковыми для нормальной моды, большая ось эллипса поляризации которой параллельна большой оси эллипса поляризации управляющего поля. Ключевые слова: электромагнитно индуцированная прозрачность, нормальные моды.
Атомы в высоковозбужденных ридберговских состояниях с главным квантовым числом n>>1 обладают большими дипольными моментами, которые растут как n 2 с ростом n [1,2].Благодаря этому электрические поляризуемости ридберговских уровней растут как n 7 и на много порядков превышают поляризуемости атомов в низковозбужденных состояниях.Это особенно привлекательно для создания высокочувствительных квантовых сенсоров постоянных и радиочастотных электрических полей, что было отмечено еще в наших самых первых работах по спектроскопии ридберговских атомов Na в атомном пучке [3][4][5].В настоящее время во всех ведущих странах мира ведутся работы по созданию квантовых сенсоров электрических полей на основе паров атомов щелочных металлов, возбуждаемых в ридберговские состояния в малогабаритных оптических ячейках.При регистрации микроволнового излучения с частотой свыше 1 ГГц используется измерение расщепления одиночного резонанса электромагнитноиндуцированной прозрачности (ЭИП), возникающего при возбуждении атомов в ридберговские состояния [6], на два резонанса за счет динамического эффекта Штарка (эффект Аутлера-Таунса) в поле микроволнового излучения, резонансного переходам между ридберговскими состояниями [7,8].Частоты этих переходов легко варьируются изменением n, так как расстояние между соседними ридберговскими уровнями имеет зависимость n -3 и изменяется от единиц гигагерц для высоких состояний до сотен гигагерц для более низких состояний.Фундаментальная чувствительность регистрации СВЧ-излучения на переходах между ридберговскими состояниями определяется только квантовыми шумами.На основе ридберговских сенсоров могут быть построены как метрологические стандарты измерителей напряженности электрического поля [9], так и высокочувствительные детекторы радиочастотных полей для различных применений [10].В настоящем докладе будет дан краткий обзор состояния дел в мире в области создания квантовых сенсоров постоянных и радиочастотных электрических полей на основе ридберговских атомов.Также будут представлены наши первые экспериментальные результаты по наблюдению резонанса ЭИП в оптической ячейке с атомами Rb, возбуждаемыми по двухфотонной схеме в ридберговское состояние 30S.Работа была поддержана грантом РНФ 23-12-00067 в части двухфотонного лазерного возбуждения ридберговских состояний.
Рассмотрена система, состоящая из двух идентичных искусственных атомов (кубитов), нерезонансно взаимодействующих посредством вырожденных двухфотонных переходов с модой теплового квантового поля идеального микроволнового резонатора при наличии керровской нелинейности. Для рассматриваемой модели получено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы «два кубита + мода поля резонатора». Для решения квантового уравнения эволюции использовано представление «одетых» состояний, то есть собственных функций гамильтониана. Найден полный набор «одетых» состояний рассматриваемой модели. С его помощью первоначально найдено решение уравнения эволюции для перепутанных начальных состояний кубитов и фоковских состояний поля резонатора, то есть состояний с определенным числом фотонов в резонаторной моде. Указанное решение использовано для построения точного решения квантового уравнения Лиувилля в случае теплового состояния поля резонатора. Усреднением полной матрицы плотности по переменным поля резонатора найдена редуцированная матрица плотности двух кубитов. Двухкубитная матрица плотности использована для вычисления параметра перепутывания кубитов в аналитическом виде для двух типов начальных перепутанных состояний кубитов белловского типа. В качестве количественного критерия перепутывания кубитов выбран параметр Переса-Хородецких, или отрицательность. Проведено численное моделирование временной зависимости параметра перепутывания кубитов для различных параметров модели и начальных состояний кубитов. Наиболее интересным представляется результат, заключающийся в том, что для некоторых параметров модели учет керровской нелинейности приводит к существенной стабилизации начального перепутывания кубитов, а также к исчезновению эффекта мгновенной смерти перепутывания.
Работа посвящена теоретическому исследованию упругого рассеяния ультракоротких электромагнитных импульсов (УКИ) на атомах благородных газов в далеком ультрафиолетовом и мягком рентгеновском диапазонах. Рассмотрение проведено в рамках дипольного приближения и первого порядка квантово-механической теории возмущений. Основное внимание уделяется изучению зависимости полной вероятности рассеяния за все время действия импульса от длительности УКИ при различных значениях несущей частоты. Показано, что при определенных значениях параметров задачи исследуемая зависимость имеет нелинейный характер. Расчеты проведены для скорректированных гауссовских импульсов и вейвлет-импульсов без несущей частоты.
В статье исследована динамика перепутывания системы двух идентичных двухуровневых атомов, взаимодействующих с модой теплового электромагнитного поля в идеальном резонаторе. При этом в качестве начальных состояний атомов выбраны перепутанные состояния белловского типа. Используя полный набор собственных функций гамильтониана модели, мы нашли точное решение для матрицы плотности рассматриваемой системы. На ее основе получена редуцированная матрица плотности и вычислен параметр Переса - Хородецких. Численное моделирование параметра перепутывания для различных параметров модели показало возможность сохранения высокой степени перепутывания кубитов даже при высоких интенсивностях теплового поля. При этом имеется возможность управления и контроля за степенью перепутывания.