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

Zhur. Eksptl'. i Teoret. Fiz.

КОГЕРЕНТНЫЕ РЕЗОНАНСЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ПРОЗРАЧНОСТИ В СПЕКТРАХ ПОГЛОЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ ЛИНЕЙНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПРИ МАГНИТНОМ СКАНИРОВАНИИ В АТОМАХ С ВЫРОЖДЕННОЙ СТРУКТУРОЙ УРОВНЕЙ

A. A Chernenko

Published Jan 1, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

Аналитически и численно исследуются спектры резонансов поглощения линейно поляризованной электромагнитной волны произвольной интенсивности при магнитном сканировании на вырожденных переходах атомов с полными моментами уровней J = 1 − J = 1, J = 2 − J = 1 и J = 1 − J = 2. Показано, что в спектрах резонансов поглощения при магнитном сканировании вблизи нулевого магнитного поля на указанных переходах атомов формируются когерентные структуры — резонансы электромагнитно-индуцированной прозрачности (ЭИП). Исследованы зависимости параметров резонансов ЭИП от характеристик и типов атомных переходов, величины магнитного поля и интенсивности электромагнитной волны. Определены вклады процессов, формирующих спектры резонансов ЭИП. Показано, что основной вклад в формирование резонансов ЭИП вносит эффект когерентности магнитных подуровней нижнего и верхнего состояний переходов, индуцируемый полем волны линейной поляризации. Установлено, что наиболее узкие резонансы ЭИП с шириной, определяемой константой релаксации нижнего уровня Γn, формируются на вырожденных переходах, содержащих Λ-схемы.

DOI
10.7868/s3034641x25070041

Related papers

Поляризационный распад импульсов электромагнитно индуцированной прозрачности на вырожденных квантовых переходах J = 0 → J = 1 → J = 2

Oleg M. Parshkov

Оптика и спектроскопия•Jan 1, 2016•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

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

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

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.

Izvestiya VUZ Applied Nonlinear Dynamics•Jan 1, 2008•0 citations

Волновая функция и распределение токов вероятности связанного электрона, движущегося в однородном магнитном поле

Vasilii Nikolaevich Rodionov, Galina Al'bertovna Kravtsova, A. M. Mandel

ВОЛНОВАЯ ФУНКЦИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ ВЕРОЯТНОСТИ СВЯЗАННОГО ЭЛЕКТРОНА, ДВИЖУЩЕГОСЯ В ОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Изучаются эффекты воздействия электромагнитных полей на нерелятивистские заряженные спинорные частицы, связанные короткодействующим потенциалом.Проведен анализ точного решения уравнения Паули для электрона, движущегося в потенциальном поле, определяемом трехмерной δ-ямой, в присутствии интенсивного магнитного поля.Получены асимптотики этого решения для различных значений параметров задачи.Кроме того, рассмотрены токи вероятности для электрона и их зависимость от магнитного поля.Показано, что учет спина в рамках нерелятивистского подхода позволяет корректно учесть влияние магнитного поля на электрический ток.Полученные зависимости распределения тока, являющегося экспериментально наблюдаемой величиной

Теоретическая и математическая физика•Jan 1, 2010•4 citations

ЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБЪЯСНЕНИЮ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

А.М. Литвиненко

Приведен подход к объяснению электромагнитной индукции, основанный на спиновых взаимодействиях электронов, а так же на Гамильтоновом формализме, теории канонических преобразований в инфинитезимальной форме, а так же пространстве состояний, в котором сохраняются скобки Пуассона для наблюдаемых. Это позволяет объяснить явления, как результат решения некоторой системы уравнений предполагающее существование одной симплектической структуры, при которой вращение действует, как сохраняющее ее гомоморфизмы. При этом рассмотрены компоненты импульса в присутствии и отсутствии магнитного поля и доказана инвариантность Гамильтона относительно трансляций.

Vesti vysshikh uchebnykh zavedenii Chernozem ya•Feb 1, 2017•0 citations
Аналитически и численно исследуются спектры резонансов поглощения линейно поляризованной электромагнитной волны произвольной интенсивности при магнитном сканировании на вырожденных переходах атомов с полными моментами уровней J = 1 − J = 1, J = 2 − J = 1 и J = 1 − J = 2. Показано, что в спектрах резонансов поглощения при магнитном сканировании вблизи нулевого магнитного поля на указанных переходах атомов формируются когерентные структуры — резонансы электромагнитно-индуцированной прозрачности (ЭИП). Исследованы зависимости параметров резонансов ЭИП от характеристик и типов атомных переходов, величины магнитного поля и интенсивности электромагнитной волны. Определены вклады процессов, формирующих спектры резонансов ЭИП. Показано, что основной вклад в формирование резонансов ЭИП вносит эффект когерентности магнитных подуровней нижнего и верхнего состояний переходов, индуцируемый полем волны линейной поляризации. Установлено, что наиболее узкие резонансы ЭИП с шириной, определяемой константой релаксации нижнего уровня Γn, формируются на вырожденных переходах, содержащих Λ-схемы.
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.
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.
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.
ВОЛНОВАЯ ФУНКЦИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ ВЕРОЯТНОСТИ СВЯЗАННОГО ЭЛЕКТРОНА, ДВИЖУЩЕГОСЯ В ОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Изучаются эффекты воздействия электромагнитных полей на нерелятивистские заряженные спинорные частицы, связанные короткодействующим потенциалом.Проведен анализ точного решения уравнения Паули для электрона, движущегося в потенциальном поле, определяемом трехмерной δ-ямой, в присутствии интенсивного магнитного поля.Получены асимптотики этого решения для различных значений параметров задачи.Кроме того, рассмотрены токи вероятности для электрона и их зависимость от магнитного поля.Показано, что учет спина в рамках нерелятивистского подхода позволяет корректно учесть влияние магнитного поля на электрический ток.Полученные зависимости распределения тока, являющегося экспериментально наблюдаемой величиной
Приведен подход к объяснению электромагнитной индукции, основанный на спиновых взаимодействиях электронов, а так же на Гамильтоновом формализме, теории канонических преобразований в инфинитезимальной форме, а так же пространстве состояний, в котором сохраняются скобки Пуассона для наблюдаемых. Это позволяет объяснить явления, как результат решения некоторой системы уравнений предполагающее существование одной симплектической структуры, при которой вращение действует, как сохраняющее ее гомоморфизмы. При этом рассмотрены компоненты импульса в присутствии и отсутствии магнитного поля и доказана инвариантность Гамильтона относительно трансляций.