Cтраница 3
Модель Джейнса-Каммингса - Пауля, введенная в предыдущем разделе, является самой простой моделью взаимодействия атома с квантованным полем: она рассматривает только один двухуровневый атом и единственную моду поля излучения. В данной главе, однако, мы пока пренебрегаем движением атома: это первоначальная версия модели Джейнса-Каммингса - Пауля. [31]
Поэтому мы обращаемся к вопросу о том, как сконструировать взаимодействие между атомом и полем, и подробно обсуждаем модель Джейнса-Каммингса - Пауля. Тогда логически следующей темой являются квантовые измерения и приготовление квантовых состояний, основанное на квантовом перепутывании. Ловушка Пауля является аналогом КЭД резонатора, но представляет дальнейшее развитие модели Джейнса-Каммингса - Пауля в двух отношениях: а) теперь она не ограничена однофотонными переходами, б) внешний потенциал, управляющий движением центра инерции, явно зависит от времени. [32]
Ион имеет не только поступательные, но и внутренние степени свободы. Рассмотрим для простоты двухуровневый ион. В том случае, когда ион, двигаясь в ловушке, взаимодействует с классической стоячей волной, его поведение описывается гамильтонианом, который является обобщением гамильтониана модели Джейнса-Каммингса - Пауля. [33]
В то же время, второй член включает два оператора уничтожения, а именно, для колебательного и для внутреннего состояний иона. Следовательно, этот член показывает, что ион может опуститься по лестнице колебательных уровней и одновременно совершить переход из возбужденного состояния в основное. Иногда ее называют анти-моделью Джейнса-Каммингса - Пауля. Покажем теперь, что с помощью подходящего выбора отстройки А можно реализовать либо модель Джейнса-Каммингса - Пауля, либо ее анти-версию. [34]
Благодаря простоте этой модели она может быть решена аналитически. И несмотря на простоту, она содержит много физики. Однако, метод оптической накачки, разработанный А. Кастлером, позволяет нам реализовать приближенную двухуровневую модель. Более того, с помощью сверхпроводящих микроволновых полостей и высококачественных оптических зеркал создают одномодовые резонаторы с чрезвычайно высокой добротность порядка Q 3 1010, которые соответствуют среднему времени жизни фотона в резонаторе порядка 0 2 с. Поэтому в настоящее время модель Джейнса-Каммингса - Пауля является одним из краеугольных камней квантовой оптики. [35]