饱和与非饱和原子系综中光传播与往复散射的随机方法
原子物理
2016-06-07 v1 量子气体
光学
量子物理
摘要
我们推导了光与稠密原子系综强耦合系统的方程。该形式体系包含原子的任意内部能级结构，且不限于光对原子的弱激发。对于具有单一电子基态的原子，在低光强极限下，该模型的完整量子场论表示可通过针对代表冷原子系综的静止原子的经典随机电动力学模拟精确求解。对于量子简并区原子光学响应的模拟，需要综合生成原子位置的随机系综，以产生原子间相应的量子统计位置关联。在多基态情形或饱和效应不可忽略的光强下，经典模拟需要采用忽略能级间量子涨落的近似。我们展示了如何扩展该模型以纳入由虚散射过程产生的量子涨落修正。在低光强极限下，我们在二维光晶格中处于莫特绝缘体态的原子系统里展示了模拟，其中光的往复散射诱导了强烈的原子间关联。这些关联导致了集体多原子亚辐射和超辐射态，以及响应强烈依赖于晶格位内的空间限制。
引用
@article{arxiv.1606.01864,
title = {Stochastic methods for light propagation and recurrent scattering in saturated and nonsaturated atomic ensembles},
author = {Mark D. Lee and Stewart D. Jenkins and Janne Ruostekoski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.01864},
year = {2016}
}