Microscopic Theory of Scattering of Weak Electromagnetic Radiation by a Dense Ensemble of Ultracold Atoms
基于量子微观理论，详细描述了弱电磁辐射与稠密超冷原子云的相互作用。微分和总合作散射截面计算单色辐射的一般理论的应用程序作为特定的例子。确定散射光的角度、光谱和偏振特性。研究了这些量对样品尺寸和原子浓度的依赖关系，并分析了集体效应的影响。
2011-02-18 physics.atom-ph quant-ph
Spontaneously induced atom-radiation entanglement in an ensemble of two-level atoms
采用计算相干态传播子的方法，分析了初始制备于上能级并置于含有压缩辐射的腔中的二能级原子系综中原子-辐射纠缠的自发诱导关联。结果表明，腔辐射具有压缩特性，而压缩效应的产生直接归因于腔内辐射的压缩。腔辐射强度随压缩参数和相互作用时间的增加而增加。研究还表明，原子态和辐射模之间的纠缠程度在特定的时刻存在，依赖于耦合常数和压缩参数。我们认识到，尽管压缩辐射直接导致腔场压缩，但它显著破坏了原子与辐射的纠缠。
2007-07-26 quant-ph
Coherent dynamics of Rydberg atoms in cosmic microwave background radiation
由冷黑体辐射激发的里德伯原子在几十皮秒的时间尺度上显示出长寿命的量子相干性。通过求解无自由参数的非马尔可夫运动方程，得到了密度矩阵的时间演化，并证明了黑体诱导的时间相干性在时间分辨荧光中表现为缓慢衰减（100 ps）的量子拍频.一个分析模型显示了原子本征态之间的能量分裂，跃迁偶极矩和辐射的相干时间的相干动力学的依赖性。实验检测的荧光信号从一个被困的合奏$10^8$里德伯原子进行了讨论，但目前在技术上是具有挑战性的，需要CMB放大有点超出目前的做法。
2013-12-20 physics.atom-ph quant-ph
Radiation Pressure on a Two-Level Atom: an Exact Analytical Approach
光对原子的机械作用是当今冷原子物理学中普遍使用的工具。在半经典体系中，原子的运动被经典地处理，在大多数情况下，计算作用在二能级原子上的平均力需要数值方法。在这里，我们表明，这个问题可以解决在一个纯粹的分析方法。我们提供了一个分析，但简单的平均力的表达式，在最一般的情况下，原子同时暴露于任意数量的激光与任意强度，波矢量和相位。这产生了一种新的工具，用于设计光对单个原子的机械作用。
2017-02-17 physics.atom-ph quant-ph
Radiation to atom quantum mapping by collective recoil in Bose-Einstein condensate
提出了一个实现辐射到原子连续变量量子映射的实验，即将单模辐射场的量子态传送到玻色-爱因斯坦凝聚体中具有给定动量的原子集体态上.隐形传态协议所需的原子-辐射纠缠是在强远共振泵浦激光作用下，通过单模与凝聚态的相互作用实现的，而相干原子位移则是通过与经典相干场中辐射的相互作用实现的.原则上，协议的验证需要反冲原子和凝聚体的联合测量，然而，涉及布居的部分验证，即对角矩阵元素可以通过计数原子实验获得。
2003-02-20 quant-ph
Collective atomic-population-inversion and stimulated radiation for two-componentBose-Einstein condensate in an optical cavity
本文研究了单模光腔中两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的基态性质和相关的量子相变。利用自旋相干态变分法，除了通常的正常相和超辐射相外，还实现了多稳态宏观量子态。我们解析地证明了在单组分Dicke模型中不存在的原子布居数反转集体态的受激辐射。受激辐射只能由原子的一个组分产生，而另一个组分保持在普通的超辐射态。然而，通过调节原子与光场的相对耦合和频率失谐，超辐射态和受激辐射态的顺序可以在原子的两个分量之间互换.
2017-03-18 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Enhancing Acceleration Radiation from Ground-State Atoms via Cavity Quantum Electrodynamics
当基态原子被加速通过高Q微波腔时，产生的辐射强度可以超过自由空间中Unruh加速辐射的强度许多数量级。在大多数情况下，稳态腔场由热密度矩阵描述。然而，在某些条件下增益是可能的，并且当原子以规则的方式注入时，辐射可以在压缩状态下产生。
2003-05-29 quant-ph
Observation of Blackbody Radiation Enhanced Superradiance in ultracold Rydberg Gases
当激发原子的特征尺寸小于发射光子的波长时，激发原子的系综可以在被称为超辐射的过程中集体同步发射光。潜在的超辐射强烈依赖于原子系综周围的电磁（光子）场。来自$300\,$ K黑体辐射（BBR）的微波光子的高模式密度显著地增强了里德伯态到相邻态的衰变速率，从而实现了裸真空诱导自发衰变不可能实现的超辐射。在这里，我们报告的超冷里德伯原子嵌入在室温光子浴超辐射的观察。在自由空间中直接测量了铯原子里德堡$|nD\rangle$到$|(n+1)P\rangle$超辐射衰变（$n$是主量子数）的时间演化。理论模拟证实了大里德堡系综中BBR增强的超辐射。我们证明了里德伯原子之间的范德华相互作用改变了超辐射动力学，并修改了超辐射的标度。在静态电场的存在下，我们发现超辐射变慢，可能是由于多体相互作用引起的退相。我们的研究提供了深入了解耦合到热BBR的相互作用原子的多体动力学，并可能通过集体，耗散的光子-原子相互作用在微波频率下打开黑体测温的设计路线。
2021-04-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum radiation from a shaken two-level atom in vacuum
本文提出了一种非相对论性的二能级原子在真空中振动产生量子辐射的理论。这种辐射与动力学卡西米尔效应中的光子发射具有相同的起源。通过对哈密顿量进行一个随时间变化的“着装”变换，我们得到了一个控制辐射的相互作用项。特别地，我们证明了光子对不仅可以通过摇动原子的位置来产生，而且可以通过改变原子的内部状态来产生。作为理论的应用，我们计算了振荡原子的辐射率和单光子散射过程中产生的多光子态。
2018-11-09 quant-ph
Coupled dynamics of atoms and radiation pressure driven interferometers
研究了原子被囚禁在腔中的驻波模中的端面镜的运动。原子和光场彼此强烈耦合，因为原子形成反射率可以相当高的分布式布拉格镜。我们分析了原子移动的偶极势如何由于原子的反作用而被修改。我们证明了原子的位置可以变成π。这些结果具有更一般的性质，可以应用于任何情况下，原子被困在一个光晶格内的一个腔，其中的原子对光场的反作用不能忽略。我们分析了绝热极限下耦合系统的动力学，在绝热极限下，光场瞬时地调整到原子和光场的位置，并且原子的移动速度比镜子快得多。我们计算了光通过腔的边带谱，并表明这些谱可以用来探测原子与镜的耦合运动。
2006-02-06 cond-mat.other physics.atom-ph physics.optics
Equal Radiation Frequencies from Different Transitions in the Non-Relativistic Quantum Mechanical Hydrogen Atom
在氢原子的非相对论量子力学模型中，两个不同的跃迁有可能给出相同的频率吗？也就是说，氢原子的不同能级跃迁能有相同的光子辐射频率吗？这个问题是在一个博士学位期间提出的。1997年在科罗拉多大学博尔德分校参加口试，在物理学研究生中很有名。我们给出了这个问题的一般解，其中所有的等距跃迁对都可以从丢番图方程的解的集合中得到。这个有趣的谜题是数论如何与量子系统相关的一个简单而具体的例子，这是一个出现在理论物理学中的奇怪主题，但通常是普通观众无法理解的。
2022-07-31 physics.atom-ph quant-ph
The effective mass of atom-radiation field system and the cavity-field Wigner distribution in the presence of a homogeneous gravitational field in the Jaynes-Cummings model
在Jaynes-Cummings模型的框架内，确定了近似描述经典均匀引力场对相互作用原子-辐射场系统影响的有效质量。通过同时考虑原子运动和引力场，给出了原子内外动力学的全量子处理。通过精确求解相互作用图中的薛定谔方程，得到了系统的演化态，研究了经典均匀引力场对原子-辐射场系统的能量本征值、有效质量和辐射场的Wigner分布的影响，当最初辐射场准备在相干态中并且二能级原子处于激发态和基态的相干叠加时。
2009-02-01 quant-ph
Observation of a Cooperative Radiation Force in the Presence of Disorder
由诸如原子系综或电介质球之类的扩展对象对光的合作光的散射与由诸如单个原子之类的许多点状散射体的散射有根本不同。均匀分布的倾向于分散合作，而波动的密度分布增加的混乱和抑制协同性。在原子云中，无序的数量可以通过光学厚度来调整，它的作用可以通过光施加在原子云上的辐射力来研究。监测冷$^{87}\text{Rb}$原子释放的磁光阱，我们提出了第一个实验签名的辐射力减少由于合作散射。结果是在无序和合作主导的制度之间插值的解析表达式一致。
2010-05-27 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Radiation and Dissipation in Relation to Classical Radiation and Radiation Reaction
这项工作继续从原子-场相互作用的辐射现象的调查，扩展我们以前的研究量子辐射从一个固定的原子的内部自由度，建模的谐振子，经典辐射的发射率。通过假设原子与初始处于相干态的量子标量场相互作用，我们证明了原子内部动力学的随机分量是如何从场的真空涨落中产生的，导致量子辐射的发射率，其反应引起内部动力学的量子耗散。我们还展示了确定性平均场如何驱动内部经典平均分量发射经典辐射和接收经典辐射反应。这两个组件在统计上是不同的，完全解耦。可以清楚地看到，场的真空涨落的效应与量子辐射反应的效应相匹配，而不是像民间传说的那样与经典辐射反应相匹配。与原子内部动力学的量子分量总是平衡的相反，经典分量的弛豫动力学在很大程度上取决于平均场的后期行为。对于定义场相干态的参数值远大于1，如果平均场保持周期性，那么原子的内部动力学将呈现经典和周期性。如果平均场随时间减小，那么原子内部动力学的经典分量会减弱，但量子分量会保持并动态平衡。这也解释了为什么来自静止原子的量子辐射不能被观察到，而位于远处的探针只能看到经典辐射。因此，我们的分析描绘了从量子场的真空涨落到经典辐射和辐射反应的连续景观。
2022-02-25 gr-qc hep-th physics.atom-ph
Vacuum Radiation Pressure Fluctuations on Atoms
最近的工作表明，量子场的应力张量分量，如能量密度或压力，可以受到大的真空涨落的影响。能量密度或压力必须在波动有限之前在时间上平均，并且大波动的概率取决于平均的细节，并且可能比高斯分布预测的大得多。本文研究了里德伯原子上的真空辐射压力涨落及其可能的可观测效应。里德伯原子的激发和去激发为辐射压力的时间平均提供了一个明确的模型，因为原子的极化率变得与时间相关，首先增加，然后再减少几个数量级。这种切换的极化率可以引起大的真空压力波动，这反过来又可以暂时将线性动量转移到原子，并导致可能观察到的反冲。
2021-04-07 hep-th physics.atom-ph quant-ph
Cavity-free quantum optomechanical cooling by atom-modulated radiation
本文从理论上研究了原子云与振荡镜的机械运动之间的辐射诱导相互作用。当被连续波辐射照射时，反射镜的运动将引起红色和蓝色边带辐射，这分别增加和减少运动激发。我们发现，通过适当地驱动$Λ$能级原子，与特定辐射边带的镜像关联可以从出射辐射转换为入射辐射。这样的过程使我们能够操纵加热和冷却效果。特别地，我们发展了一种光机冷却策略，可以相互抵消出射和入射辐射的加热效应，从而通过净冷却获得运动基态。在没有腔安装或完美对准的必要性的情况下，我们的建议补充了宏观物体量子冷却的其他努力。
2018-03-01 quant-ph
Motional effects in dynamics of fluorescence of cold atomic ensembles excited by resonance pulse radiation
本研究探究原子运动对冷原子系综荧光动力学的影响，揭示运动可改变超/亚辐射特性、导致荧光速率非单调变化，明确光谱展宽的辐射俘获作用及二聚体对亚辐射的增强效应。
2023-04-28 physics.atom-ph quant-ph
Novel CSL bounds from the noise-induced radiation emission from atoms
我们研究了由连续自发局域化（CSL）坍缩模型预测的物质的自发辐射发射。我们表明，在一个适当的范围内的能量发射的辐射，最大的贡献来自原子核。具体而言，我们表明，在能量范围$E\sim 10\,-\,10^{5}$ keV的贡献，从原子核的辐射发射增长的平方与原子的原子序数，超越的贡献，从电子，它只线性增长。然后将这一理论预测与在Gran Sasso地下国家实验室的极低背景环境中进行的专门实验的数据进行比较，该实验测量了锗样品发出的辐射。其结果是，我们得到的CSL参数$r_C\leq 10^{-6}$ m的最强的界限，提高了以前的一个数量级以上。
2021-07-23 quant-ph
Influence of external magnetic and laser radiation fields on Feshbach resonances in collision of atoms
本文研究了在外加磁场和激光辐射的联合作用下，两原子碰撞形成费什巴赫共振。在单光子和双光子共振的激光辐射与两个离散的振动分子水平的情况下，我们表明，费什巴赫共振出现在外部磁场与通过Autler-Townes效应形成的修饰态的相互作用。此外，在单光子共振情况下，低振动分子态通过Autler-Townes效应和LICS机制与弹性通道的连续谱耦合，形成激光诱导的费什巴赫共振.我们研究了形成费什巴赫共振的组合过程;这使得通过改变磁场和激光辐射的强度和频率来控制费什巴赫共振成为可能。我们得到的弹性和非弹性散射截面，并表明，共振淬灭发生在能量等于系统的基态。详细地研究了截面对磁场和激光强度的依赖关系。在所有考虑的情况下，散射长度得到取决于磁场和激光场进行了研究。在没有磁相互作用的情况下，如果封闭通道中准束缚态的超精细子态与开放通道中单个碰撞原子的超精细子态相同，则通过原子核运动与电子运动之间的弱相互作用可以产生费什巴赫共振，从而导致电子态之间的跃迁.所得结果可用于冷原子碰撞的新研究，例如，碱金属原子和BEC新实验的解释。
2012-09-21 physics.atom-ph quant-ph
Gauge dependence of spontaneous radiation spectrum of relativistic atomic beam under non-uniform electrostatic field
本文在原子自参考系下计算相对论氢原子在非均匀静电场中的瞬态自发辐射谱，发现常用规范下峰值频率相差约413 KHz，对规范场与量子系统相互作用理论及原子钟定时精度等实验应用具有重要意义。
2023-09-13 physics.atom-ph quant-ph
Radiation from Atoms Falling into a Black Hole
我们证明了原子从外部通过空腔落入黑洞（BH）时会发出加速辐射，这在远处的观察者看来很像霍金BH辐射。特别是，我们发现通过一个简单的激光分析的加速辐射的熵。我们称这种熵为视界增亮加速辐射（HBAR）熵，以区别于贝肯斯坦和霍金的BH熵。
2017-11-27 gr-qc hep-ph hep-th
Entanglement and violation of classical inequalities in the Hawking radiation of flowing atom condensates
我们考虑一个音速黑洞的情况下，一个原子凝聚流通过一个亚音速-超音速界面。我们讨论了几个判据，揭示了存在的非经典关联所产生的自发霍金辐射的量子特性。我们统一以前的一般工作适用于霍金辐射类似物。我们调查的各种指标的可测量性，并得出结论，在一类检测方案，只有违反二次柯西-施瓦茨不等式可以看出。我们展示了数值结果，进一步支持在具体场景中测量深量子相关性的可行性。
2015-09-07 cond-mat.quant-gas gr-qc physics.optics
Radiation properties of an oscillating atom in the presence of external fields
在本工作的第一部分中，我们研究了在电磁量子真空场存在下，对于两种不同的组态：（i）原子被囚禁在一个完美导体附近;（ii）原子被囚禁在两个完美导体之间，对振荡的二能级原子的光子发射率的修正。在第二部分中，由于存在一个完美的导电表面，初始激发振荡的二能级原子的衰变率的修正被发现。
2019-09-27 quant-ph
Atom-Field Interaction: From Vacuum Fluctuations to Quantum Radiation and Quantum Dissipation / Radiation Reaction
本文讨论了三个问题：1）重新讨论了原子-场相互作用中真空涨落与辐射反应之间的关系，这一问题始于70年代，到90年代才得到解决，其结果已见诸专著; 2）系统的涨落耗散关系（FDR），指出了线性响应理论（LRT）中假设体系与浴槽之间的超弱耦合与平衡终态FDR之间的差异，从开放量子系统的非平衡演化中得到放松; 3）来自与量子场相互作用的原子的量子辐射：从作用于原子的内部自由度（idf）的场中的真空涨落开始，向其动力学添加随机分量，该随机分量产生量子辐射，其逆反应导致原子的idf中的量子耗散。对于一个静止的原子，我们展示了如何从复杂的取消，在一个遥远的观察点，从原子发射的辐射和自由场中的局部波动之间的干扰的辐射的情况下的结果。指出进入真空涨落对偶关系的实体不是经典辐射反应，而是量子耗散。最后，关于问题2，对于具有许多原子的系统，一组相关传播关系的存在表明原子之间的相关性如何与它们在量子场中表现出的相互影响的传播有关。CPR对于保持系统组成部分之间以及系统与环境之间的能量流平衡至关重要。如果不考虑与FDR的这种附加关系，动力学自洽性就不能维持。这两组关系的结合抓住了原子与量子场相互作用的物理本质。
2019-10-25 hep-th quant-ph
Integrable multi atom matter-radiation models without rotating wave approximation
本文提出了一种接近物理系统的物质-辐射相互作用模型，该模型在没有旋波近似和考虑物质-物质相互作用的情况下是Bethe无偏可解的。这个可积系统是由高自旋极限下的椭圆Gaudin模型构造而成的，其中辐射激发可以微扰地包含在内。
2004-11-08 cond-mat.stat-mech nlin.SI quant-ph
Quantum Coherence and Correlations of optical radiation by atomic ensembles interacting with a two-level atom in microwave cavity
我们研究了经典驱动的原子系综通过微波光子交换与二能级原子同时耦合时所发射的可见光子的量子统计特性。通过计算二阶相干度、冯诺伊曼熵、多粒子纠缠态的自旋压缩以及稳态和非平衡态的真实双模和三模纠缠参数，分析了量子统计和关联.讨论了辐射模之间布居数的相干转移以及二能级原子与光模之间的量子态映射。讨论了在含有氮空位色心金刚石晶体和超导人工二能级原子的超导共面波导谐振腔中实现理论结果的可能性。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum interference in optical fields and atomic radiation
本文讨论了光束中的量子干涉效应与原子系统辐射场之间的联系。我们通过研究光场和原子偶极矩的一阶和二阶关联函数来说明这种联系。我们探讨的发射系统之间的相关性的作用，并提出了实施两个系统与非正交的偶极矩的实际方法的例子。我们还导出了两原子系统中量子干涉和控制自发发射的一般条件。讨论了布居陷阱与暗态的关系。此外，我们还提出了自发发射消除、暗跃迁放大、荧光猝灭和相干布居俘获的量子缀饰原子模型。
2001-09-20 quant-ph
Interaction of 3-level atom with radiation
研究了三能级系统与非平衡态量子场的相互作用。我们描述了量子场的一类态，其中定态驱动系统到逆填充态。我们发现，在最简单的情况下，能级的布居数的商由双爱因斯坦公式描述，该公式涉及两个爱因斯坦发射/吸收关系的乘积。本文描述了处于非等离子定态的三能级原子对辐射的发射和吸收。
2001-04-24 quant-ph
Interatomic interaction of two ground-state atoms in vacuum: contributions of vacuum fluctuations and radiation reaction
本文将Dalibard，Dupont-Roc和Cohen-Tannoudji提出的DDC形式推广到四阶耦合常数，从而可以用来研究两个基态原子与真空标量场耦合的原子间相互作用.结果表明，原子间相互作用势是真空涨落和原子辐射反应共同作用的结果。值得注意的是，我们推导出的真空涨落和辐射反应对原子间势的贡献的公式与现有文献[Phys. Rev. D 95，085014（2017）]中的公式不同，这些公式是未来研究特定情况下四阶效应的基础。
2020-11-23 quant-ph
Quantification of Quantum Entanglement in a Multiparticle System of Two-Level Atoms Interacting with a Squeezed Vacuum State of the Radiation Field
研究了N个二能级原子与压缩真空态电磁场相互作用系统中的多粒子量子纠缠。我们计算了一百个这样的二能级原子之间存在的量子纠缠的量，并给出了这种纠缠随辐射场参数的变化。当原子数从N=2增加到N=100时，我们发现了量子纠缠量的连续变化。我们还讨论了N个二能级原子间的多粒子关联是由N个原子间所有可能的二分关联组成的。
2016-03-15 quant-ph
Interference Between Competing Pathways in the Interaction of Three-Level Ladder Atoms and Radiation
本文探讨了级联型三能级原子吸收过程中两束相干光同时相互作用所引起的透明现象的物理根源。通过利用散射技术，我们提供了我们认为是一个非常令人信服的物理证据，存在或不存在，在Autler-Townes（AT）和电磁感应透明（EIT）现象的量子干涉效应。
2007-10-31 quant-ph
Quantum phase transition of two-level atoms interacting with a finite radiation field
我们介绍了一个群论扩展的迪克模型，它描述了一个系综的两个能级原子与有限的辐射场相互作用。后者描述的自旋模型，其主要特点是，它拥有一个最大数量的激发。这里采用的方法导致了Dicke模型的非线性扩展，该扩展考虑了原子和辐射场之间的强度依赖耦合，以及取决于非线性程度的额外非线性Kerr或Pösch-Teller振荡器项。我们使用能量面极小化方法证明了扩展的Dicke模型具有量子相变，并分析了它对模型的最大激发数的依赖性。我们的分析通过三种方法进行：通过平均场分析（即通过使用相干态的张量积），通过使用宇称保持相干适应态（使用平均场分析中获得的临界值和数值最小化能量表面）和通过精确的量子解（即通过数值对角化的哈密顿量）。讨论了它与$qp$ -变形代数的可能联系.
2020-06-02 physics.optics quant-ph
Defect Mass in Gravitational Field and Red Shift of Atomic and Nuclear Radiation Spectra
结果表明，由于辐射电子（或核子）的有效质量在引力场发生变化，原子（或核）的辐射谱发生了红移。该红移与现有实验测量的引力场中辐射光谱的红移相等。当光子（或$ γ$量子）通过引力场时，如果它参与了引力相互作用（光子没有静止质量），也会产生同样的位移。实验中没有出现双重效应，这可能意味着光子（或$ γ$量子）在没有相互作用的情况下穿过引力场。
2000-04-19 quant-ph
Comment on "Enhancing Acceleration Radiation from Ground-State Atoms via Cavity Quantum Electrodynamics"
这是一个评论[物理学评论Lett。91，243004（2003）]由Marlan O.史高丽，维塔利V.科恰洛夫斯基，阿列克谢别利亚宁，爱德华弗莱和费德里科卡帕索（quant-ph/0305178）。
2004-02-12 cond-mat.other gr-qc quant-ph
Generation of EPR-entangled radiation through an atomic reservoir
我们提出了一个在高Q谐振腔中产生双模压缩的方案，利用一束具有随机到达时间的原子作为光场的储存器。该方案是基于四波混频过程导致发射到两个腔模式，这是共振的原子偶极跃迁的拉比边带，驱动的饱和经典场。在稳态下，腔模处于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）态，其纠缠度由横场的强度和频率控制。该方案对原子束中的随机波动具有鲁棒性，不需要原子检测也不需要速度选择，并且可以通过目前可用的具有微波谐振器的实验装置来实现。
2007-05-08 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Scattering theory of multilevel atoms interacting with arbitrary radiation fields
本文提出了一种通用的转移矩阵方法来描述具有多个基态和激发态子能级的原子与光场的相互作用。这个模型允许我们把多能级原子作为经典的散射体，在原则上，任意复杂的光学元件，如反射镜，谐振器，色散或二向色元件，或过滤器修改的光场。我们验证了我们的形式主义两个原型的亚多普勒冷却机制，并表明它符合标准文献。
2009-10-05 quant-ph
Single-atom entropy squeezing for two two-level atoms interacting with a single-mode radiation field
本文研究了无耗谐振腔中两个二能级原子与单模量子化电磁场通过$l$ -光子跃迁机制的相互作用系统。光场和原子最初分别处于相干态和激发态。我们研究了该系统的熵压缩、原子方差、冯诺伊曼熵以及单原子情况下的原子反转。结果表明，系统中的粒子数越多，熵压缩所表现出的非经典效应越少。熵压缩可以给出相应的冯诺伊曼熵的信息。非对称原子的非经典效应也大于对称原子的非经典效应。最后，对于非对称原子，熵压缩比原子方差提供了更好的信息。
2007-11-22 quant-ph
Relativity and Radiation Balance for the Classical Hydrogen Atom in Classical Electromagnetic Zero-Point Radiation
本文回顾了经典电磁零点辐射中对经典氢原子的理解，强调了狭义相对论的重要性。在早期的计算尝试中（包括数值计算和解析计算），缺少的关键要素是对完整的相对论分析使用有效的近似。指出Landau和Lifshitz给出的非相对论性时间Fourier展开系数作为库仑势中带电粒子的电磁描述是错误的，由于这个错误，Marshall和Claverie关于辐射平衡失效的结论是无效的。相反，使用马歇尔和Claverie的计算，但限于最低的非零阶的轨道偏心率（其中的非相对论轨道是一个有效的近似完全相对论电磁轨道）辐射平衡的经典电磁零点辐射的显示，以保持在基频和相关的第一泛音。
2021-03-14 physics.class-ph physics.hist-ph quant-ph
Radiation-reaction-induced transitions of two maximally entangled atoms in non-inertial motion
本文应用DDC方法研究了两个全同二能级原子与真空无质量标量场沿静止轨道同步相互作用时的平均能量变化率。通过分离真空涨落和原子辐射反应的贡献，我们首先证明，对于初始制备在可因子化本征态$|g_Ag_B\rangle$和$|e_Ae_B\rangle$中的双原子系统，其中$g$和$e$分别代表单个原子的基态和激发态，真空涨落和原子辐射反应都对双原子系统能量的平均变化率有贡献，真空涨落的贡献与原子间距离无关，而原子辐射反应的贡献则与原子间距离有关，这与文献中真空涨落与原子间距离有关的结果相反.然而，如果两原子系统初始制备在不可因式分解的对称/反对称纠缠态，则两原子系统的平均能量变化率不受真空涨落的影响，而完全是原子辐射反应的结果。然后我们考虑了两种特殊的两原子系统的运动情况，这两个系统最初是在对称/反对称纠缠态中制备的，即，同步惯性运动和同步匀加速。与匀加速单原子的平均能量变化率不同，匀加速双原子系统的平均能量变化率是类非热的。讨论了非惯性运动对关联原子态跃迁的影响。
2020-01-03 gr-qc quant-ph
Intensity and radiation statistics of correlated dipoles in GHZ and W-states
研究了GHZ态和W态三个二能级原子系统辐射的超、亚辐射特性。原子之间的偶极耦合导致两种不同的构型，一种是三个原子在一条线上，另一种是闭环形式，其中每个原子与其相邻原子相互作用。发射辐射的量子统计性质显示出明显不同的特性GHZ和W-态从上述配置产生的。不同纠缠态之间的远场辐射图也有明显的差异，这使得对纠缠态的光学探测成为可能。
2016-10-28 quant-ph
Shaking photons from the vacuum: acceleration radiation from vibrating atoms
加速辐射--或称昂鲁辐射--由不断加速的观测者或探测器观测到的热辐射，尽管与霍金辐射有相似之处，但迄今为止已经证明在实验上观测极具挑战性。最近的一种观点认为，在镜子存在的情况下，原子在其基态的恒定加速可以激发原子，同时使其在Unruh型过程中发射光子。在这项工作中，我们表明，仅仅通过摇动原子，例如在简谐运动中，可以产生同样的效果。我们计算的过渡率在一阶微扰理论，并考虑谐波运动的原子在存在一个固定的镜子，或在一个腔或只是在空的真空。对于后者，我们提出了一个电路QED潜在的实现，产生跃迁率的$\sim 10^{-4}\,{\rm Hz}$，这可能是实验检测。
2020-03-04 quant-ph
Nonclassical Interference Effects In The Radiation From Coherently Driven Uncorrelated Atoms
我们证明了在连续激光驱动下，两个原子的辐射中存在新的非经典关联。荧光的光子-光子-相关性显示出在经典处理中不存在的空间干涉图案。这种新现象的一个特征是，聚束光和反聚束光在不同的空间方向上发射。计算是用解析法进行的。指出当光子探测不能区分原子时，测量过程中的态约化导致了关联。值得注意的是，即使没有任何原子间的相互作用，这些现象也会出现。
2001-03-07 quant-ph
Generation of decoherence-free displaced squeezed states of radiation fields and a squeezed reservoir for atoms in cavity QED
我们提出了一种方法来设计一个有效的反Jaynes-Cumming和Jaynes-Cumming原子系统和单腔模式之间的相互作用，并展示了如何在油藏工程过程中使用它。为了构造有效哈密顿量，我们分析了在经典场驱动下，处于λ位形的原子系统与单腔模的相互作用.利用这种相互作用，我们首次给出了如何产生无消相干的腔场位移压缩态。在我们的方案中，原子束作为一个水库的辐射场被困在腔内，最近所采用的S。Pielawa等人[Phys. Rev. Lett. 98，240401（2007）]以在高Q谐振器中产生爱因斯坦-波多尔斯基-罗森纠缠辐射态。在我们的方案中，所有的原子都必须在基态下准备，并且如在引用的文章中那样，既不需要原子检测，也不需要原子与腔模之间的精确相互作用时间。从这种相互作用中，我们也可以为原子系统生成一个理想的压缩库。为此，我们必须假设，除了工程原子-场相互作用之外，腔场的强衰减（即，腔衰减必须比有效的原子-场耦合强得多）。利用这个方案，可以检验压缩库中原子动力学中的一些有趣的效应。
2008-06-17 quant-ph
A Generalized Hamiltonian Characterizing the Interaction of the Two-Level Atom and both the Single Radiation Mode and External Field
本文提出了描述二能级原子与单模辐射和外场相互作用的哈密顿量，它可能是Sch{<$}n和Cirac（quant-ph/0212068）哈密顿量的推广.我们在一定条件下（旋波近似、共振条件等），在强耦合区求解它们，得到了四种类型的幺正变换，用于量子计算。
2003-03-19 cond-mat math-ph math.MP
Quantum integrable multi atom matter-radiation models with and without rotating wave approximation
构造了新的可积多原子物质辐射模型，并利用代数Bethe变换精确求解了旋转波近似（RWA）和非旋转波近似（RWA）下的多原子物质辐射模型。通过祖先模型方法统一生成具有RWA的模型。理性的情况下产生的标准类型的物质辐射模型，而三角的情况下对应于它们的q-变形。在Gaudin极限和高自旋极限下，从椭圆情形得到了不带RWA的模型。
2004-09-17 cond-mat.stat-mech nlin.SI quant-ph
Revivals and entanglement from initially entangled mixed states of a damped Jaynes-Cummings model
本文给出了由一个模型二态原子和单模辐射场的相邻光子数态构成的具有纠缠态的相位阻尼Jaynes-Cummings模型（JCM）的精确密度矩阵.通过对全2 x2 JCM密度矩阵的局域2 x2投影的纠缠度寻找一个正的下界，保证了初始态的纠缠和随后的时间演化.研究发现，纠缠度下界随时间的演化系统地反映了原子反转、原子与辐射的相对熵、互熵和量子亏损中相应的坍缩和复活特征.原子和辐射子系统表现出交替套的崩溃和复苏的互补方式，由于在这里采用的原子和辐射的初始混合状态。这与当无耗散系统的初始状态是原子和辐射的分解纯态时所得到的结果相反，其中原子熵和辐射熵必须相同。类钟初态贡献的大小和相位越大，纠缠下界和原子与辐射的回复越大。整个系统和辐射子系统的熵差随时间的演化呈现出原子子系统所没有的负相关态。纠缠的初始状态被发现，以增强这种超相关功能。最后，相位阻尼的作用是使两个子系统在渐近长时间内随机化。
2003-01-23 quant-ph
Quantum statistical properties of the Jaynes-Cummings model in the presence of a classical homogeneous gravitational field
在Jaynes-Cummings模型的框架下，研究了经典均匀引力场作用下原子-辐射场相互作用系统的量子统计性质的时间演化.为了分析原子-辐射系统的动力学演化，基于一种可供选择的su（2）动力学代数结构，给出了原子内外动力学的量子处理方法。通过求解相互作用图中的薛定谔方程，得到了系统的演化态，并由此探讨了引力场对原子辐射系统动力学行为的影响。假设初始辐射场处于相干态，二能级原子处于激发态和基态的相干叠加态，研究了引力对辐射场的原子布居数反转、原子偶极压缩、原子动量扩散、光子计数统计和正交压缩等坍缩和回复的影响.
2007-03-12 quant-ph
Fluorescence into flat and structured radiation continua: An atomic density matrix without a master equation
我们研究了原子$Λ$ -系统，其中一个跃迁耦合到激光场和平坦的连续真空模，另一个跃迁耦合到光子带隙边缘附近的场模。该系统需要同时处理马尔可夫和非马尔可夫耗散过程，但光子带隙连续谱不能在密度矩阵处理中消除。相反，我们提出了一种基于蒙特卡罗波函数的形式主义，我们提出了相关的结构化连续实验表征的结果。
1997-08-17 quant-ph
Comment on ``Coupled dynamics of atoms and radiation--pressure--driven interferometers''
在最近的两篇文章中，Meiser和Meystre描述了原子稠密气体和激光场泵浦的光腔的耦合动力学。他们提出了两个重要的简化假设：（i）原子气体形成规则的晶格，可以用一个虚构的镜子代替;（ii）原子努力使偶极势最小化。我们证明了这两个假设是不一致的：使偶极势最小化的原子组态不是一个完美的晶格。假设（ii）是错误的，因为在强耦合状态下，偶极力不是由偶极势产生的。偶极力消失的真正的稳定状态，确实是一个规则的晶格。此外，Meiser和Meystre预言的双稳性在该系统中并不发生。
2007-05-29 quant-ph
Motion-induced radiation due to an atom in the presence of a graphene plane
研究了在静态石墨烯平板中，原子的非相对论运动通过电偶极项与真空电磁场耦合产生的运动感应辐射。在计算了加速原子在真空中的发射几率后，我们计算了由于板的存在而引起的修正。结果表明，当原子靠近平板并沿垂直于平板的方向振荡时，平板的作用是增加发射几率，而当原子沿平行方向振荡时，平板的作用是抑制发射几率.我们还计算了原子平行于平板作匀速运动时的量子摩擦。我们证明了量子摩擦存在一个阈值：只有当原子的速度大于石墨烯中电子的费米速度时，才会发生摩擦。
2021-05-20 cond-mat.other hep-th quant-ph
Casimir forces and quantum friction from Ginzburg radiation in atomic BECs
我们从理论上提出了一个实验上可行的方案，在原子玻色-爱因斯坦凝聚体中使用杂质原子，以实现量子真空效应的凝聚态类似物。在一个合适的原子级配置中，杂质原子和凝聚体中密度波动之间的碰撞相互作用可以被定制以紧密地再现量子电动力学的电偶极耦合。通过这个类比，我们恢复了电磁真空力的范例，并将其扩展到冷原子领域，特别显示了在超音速原子速度下，原子杂质感受到的卡西米尔力的一种新的幂律标度的出现，以及量子摩擦力的出现，伴随着Bogoliubov量子的金斯堡发射。讨论了这些量子真空效应在现实光谱实验中可观察到的后果。
2017-01-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of radiation pressure exerted by evanescent waves
本文报道了一个直接观测到的辐射压力，施加在冷铷原子上，而反弹的消逝波原子镜。我们通过对反弹后原子的运动成像来分析辐射压力。测量的吸收光子的数量的激光失谐范围从{190 MHz}到{1.4 GHz}和角度从{0.9 mrad}到{24 mrad}以上的临界角的全内反射。根据这些设置，我们发现与镜面平行的速度变化，范围从1到{18 cm/s}。这相当于每个原子有2到31个光子反冲。这些结果与倏逝波光功率无关。
2000-02-10 quant-ph
Generation of fan-states of radiation field in a cavity
一种新的扇态产生方案|α，2k>_F（α是复数，k= 1，2，3，.）提出了一种基于Λ型原子与腔场相互作用的量子力学模型。我们证明了在适当的原子制备和测量条件下，N个原子序列通过一个腔可以转变成一个初始的场相干态|α>到fan状态|α，2k>_F，其中k=2^{N-2}。
2001-11-30 quant-ph
Effects of decoherence on the radiative and squeezing properties in a coherently driven trapped two-level atom
利用主方程，分析了相干驱动下共振腔中二能级原子的退相干效应对原子辐射和压缩特性的影响。研究了原子动力学以及辐射的压缩和统计特性。结果表明，无论进入腔中的相干辐射和热涨落的强度如何，原子在稳态时更多地停留在较低的能级。此外，强的外部相干辐射导致发射光谱的谱线分裂，而退相干使谱线宽度变宽，高度显著减小。研究还发现，尽管存在可能破坏量子特性的退相干，但辐射仍表现出光子反聚束、超泊松光子统计和压缩等特性.
2007-09-24 quant-ph
