有损腔中真空 Rabi 振荡的理论与实验对比

本文利用原子-库相互作用的替代模型分析了 1996 年 Brune 等人关于真空 Rabi 振荡的实验。如果在缀饰态基中定义跳跃算符，并考虑属于同一流形的缀饰态之间的热涨落，则可以获得与实验 Rabi 振荡数据的一致性。这种低频跃迁在闭合腔中可以被忽略，但实验中使用的腔是开放的，这证明了我们的假设是合理的。与数据对应的腔品质因子为 $Q=3.31\cdot 10^{10}$，而实验中报告的 $Q$ 为 $Q=7\cdot 10^7$。由腔的开放引起的退相干速率可以与来自有限时间分辨率 $\Delta t$（形式上等价于碰撞退相干）的类似修正具有相同的数量级。Peres-Horodecki 可分离性判据表明，原子-场态接近可分离态的速率受同一流形内缀饰态之间涨落的控制，而不是受向基态跃迁速率的控制。因此，提高 $Q$ 因子并不能改善腔的相干性质。