共振原子蒸气中多重散射导致的光频率重分布

光在共振原子蒸气中的传播可先验地被视为一个多重散射过程，其中每一次散射事件都会重新分布光子的方向和频率。特别地，频率重分布可能导致光子的莱维飞行（Lévy flights），直接影响共振原子蒸气中光的输运性质，并使该传播变为超扩散过程。在此，我们报告了为研究共振热蒸气中光光谱演化而开发的蒙特卡洛模拟。我们观察到光谱的逐渐变化及其随着散射事件增多而收敛到完全频率重分布（Complete Frequency Redistribution）机制。我们还分析了蒸气中光子在发射和再吸收之间步长的概率密度函数，它支配着光扩散的统计量。我们观察到光输运中的两种不同机制：当蒸气在线中心附近被激发时为超扩散，而在远离线中心激发时为正常扩散。由于发射与吸收频率之间的关联，即使经过多次吸收/再发射循环，远离共振激发时仍达不到完全频率重分布机制。