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基于 Rabi 模型重新审视爱因斯坦 $B$ 系数与速率方程

量子物理 2019-11-14 v3 统计力学

摘要

从 Rabi 哈密顿量出发(该哈密顿量在旋转波近似内有助于得到非微扰结果),我们发现爱因斯坦的 BB 系数依赖于时间:对于热辐射场中的二能级系统(原子或分子),B(t)J0(ωγt)B(t)\propto|J_0(\omega_\gamma t)|。此处 ωγ\omega_\gamma 为相应的 Rabi 翻转(角)频率,J0J_0 为一类零阶贝塞尔函数。由此产生的 BB 系数振荡——即便在非常小的 ωγ\omega_\gamma 下——也会将系统驱离有限温度下的热力学平衡,这与爱因斯坦的假设相反。含时的广义 BB 系数为超越 Pauli 涉及量子统计 Boltzmann(主)方程的非平衡统计力学形式体系提供了一条途径。在此背景下,我们通过修正爱因斯坦的速率方程,同时考虑 AA 系数为原本与时间无关的系数而 BB 系数为含时系数,得到了该二能级系统的熵产生。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.00283,
  title  = {Re-examining Einstein's $B$ coefficient and rate equations with the Rabi model},
  author = {Najirul Islam and Tanmoy Mondal and Sagar Chakraborty and Shyamal Biswas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.00283},
  year   = {2019}
}

备注

12 pages and 5 figures. Major revision of the 2nd version. Accepted for publication in Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment