耗散腔场对原子运动的影响

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在1946年以前,人们普遍认为原子的自发辐射是原子的一种固有属性,是不能改变的。1946年,帕塞尔首次发现,如果把原子置于腔内,在一定条件下原子的自发辐射率较之处于自由空间中的自发辐射会发生变化,证明自发辐射不是孤立原子的行为,而是原子与真空相互作用的结果。1963年,加尼斯和孔明斯建立了J-C模型,很好的说明了原子在腔内的量子行为。这以后,一系列与腔有关的现象相继被发现。其中有慕尼黑大学伦姆佩和他的合作者1987年在单原子微波激射器中观察到量子坍塌和复苏现象;1987年杰赫等将研究拓展到了亚泊松光子统计;1991年加州理工学院的汤普森等人观察到了单原子的真空拉比分裂;1995年法国高等师范学院的布朗尼小组在用实验检验腔中场的量子化时,发现了非线性量子特性。一门被称为腔量子电动力学的的研究学科逐步建立并发展起来。它主要是研究原子与光子在小型谐振腔中的相互作用。起初目标集中在里德伯原子与毫米波的相互作用。随着技术的进步,特别是20世纪90年代冷原子技术和光电测试技术的发展,高品质微腔和原子冷却与俘获的结合使单原子和单光子作用的J-C模型可以得到很好的实验检验。单原子和单光子之间的耦合在1992年以后进入所谓强相互作用,由原子、光场和腔组成的系统成了具有重要潜在应用的量子装置,不仅可以用来探索量子物理世界某些非经典行为的重要工具,例如薛定谔猫态、量子测量,而且在量子计算、量子态的制备以及量子通信等领域都具有重要价值。  本文首先简单介绍耗散腔场、原子和原子自发辐射的相关研究。在此基础上建立了原子与光场作用的模型,研究耗散腔场对原子运动的影响。
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