热原子系综中经典与量子动力学的相互作用
原子物理
2016-06-22 v1 量子物理
摘要
在相干场驱动的热原子系综中，量子叠加的演化如何与光抽运和原子扩散的经典动力学竞争？是光抽运首先制备热系综，随后相干叠加发展，还是相反：相干叠加的原子通过光抽运被驱动到稳态？利用频闪探测技术，我们在此通过实验探究这些问题。使用 100 ns 脉冲探测铷原子中实验模拟的、由强相干控制场和非相干场驱动的封闭三能级类 lambda 构型。探测透射的时间演化显示出在控制场开启时出现初始过冲，导致类似于无反转激光（LWI）的情形。相应的上升时间由相干动力学决定，并在热原子系综中呈现出半周期拉比翻转的明确实验特征。我们的结果表明，实际上，光抽运在远长于维持叠加暗态的时间尺度上将原子驱动到稳态。最终控制场关闭导致透射突然下降，这是识别封闭与开放系统的普遍特征。数值模拟和玩具模型预测证实了我们的论断。这些研究揭示了与热原子系综中原子相关的丰富而复杂动力学的新见解，而这些在态制备的冷原子系综中是不存在的。
引用
@article{arxiv.1601.00451,
title = {Interplay of classical and quantum dynamics in a thermal ensemble of atoms},
author = {Arif Warsi Laskar and Niharika Singh and Arunabh Mukherjee and Saikat Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.00451},
year = {2016}
}
备注
17 pages, 9 figures