Когерентный ансамбль атомов

Когерентный ансамбль атомов 178 Комбинационное рассеяние света 22, 29 [c.274]

Во-первых, длительность импульса должна быть гораздо меньше времен релаксации возбужденных атомов т < Тр,.,, Тн. В таких условиях когерентный ансамбль возбужденных атомов, создаваемый импульсом излучеиия, не релаксирует спонтанно за время действия пмпульса. [c.186]

При значительном удалении от равновесия система теряет эргодичность, и ее фазовое пространство разбивается на кластеры, которые отвечают разным структурным уровням, иерархически соподчиненным друг другу. В 3 проводится исследование распределения системы по уровням иерархического дерева, представляющего пространство с ультраметрической топологией. Приложению развитых представлений к реальному кристаллу посвящен 4, где проводится модификация решеточного преобразования Фурье для иерархически соподчиненных структур. Показано, что адекватное представление такого рода фрактальных структур достигается за счет использования разложения по волнам распределения атомов, модулированным в ультраметрическом пространстве. На основе такого представления удается объяснить ряд экспериментальных данных по структурной релаксации, в ходе которой структурные единицы различных уровней когерентно связываются в единый статистический ансамбль. Исследованию особенностей структурной релаксации в различных системах посвящены 4-8. [c.113]

Так как полная энергия, излучаемая ансамблем за время ( > Тр.л, по-прежнему определяется соотношением (4), то из сопоставления (3) и (6) видно, что время т за которое происходит когерентное спонтанное излучение ансамбля, обратно пропорционально числу атомов в ансамбле N и гораздо меньше Тр, [c.182]

Отметим, что так как реально > 1, то и 1пЛ >1, п, следовательно, т > Тк, Рисунок 1 качественно иллюстрирует распределение излучения во времени при некогерентной и когерентной релаксации ансамбля возбужденных атомов. [c.183]

Первый член здесь описывает когерентное рассеяние на ансамбле одинаковых атомов, каждый из которых создает средний потен- [c.163]

Когерентный ансамбль атомов. В этой лекции, посвященной нестационарным эффекта-м, объектом является не изолированный двухуровневый атом, а ансамбль двухуровневых атомов i ait модель резонанспой среды. Такая постановка задачи существенно отличается от аадачн взаимодействия излучения с одним атомом. [c.178]

Излучающий атом можно представить в виде затухающего осциллятора, излучение которого поляризовано (см. 1.5). Поместим этот осциллирующий диполь, состоящий из положительно заряженного ядра и электрона Мяд/гил 1), во внешнее постоянное магнитное поле Нвнеш Такой диполь будет прецес-сировать в плоскости, перпендикулярной Нвнеш- Если бы можно было следить за поляризацией излучения одного диполя в направлении внешнего магнитного поля, то мы заметили бы, что плоскость поляризации со временем поворачивается. Осциллятор затухающий, поэтому одновременно с поворотом плоскости поляризации будет убывать и интенсивность излучения. Естественно, что чем быстрее затухает излучение (т.е. чем меньше время жизни возбужденного состояния), тем на меньший угол успеет повернуться плоскость поляризации. На опыте наблюдгштся излучение когерентно возбужденного ансамбля атомов и измеряются его поляризационные характеристики как функции внешнего магнитного поля. После несложной математической обработки результатов наблюдения можно определить среднее время жизни атома в возбужденном состоянии. [c.229]

Первое отличие состоит в необходимости учета фаз волновых функций, описывающих атомы в ансамбле. Второе отличие состоит в необходимости учета взаимодействия мен<ду атомами через поле их излучения. Третье отличие состоит в появлении характерных времен, специфических для ансамбля атомов как макросконнческого объекта, например времени между последива-тсльнымн столкновениями атомов, обусловленного конечной температурой ансамбля. Наконец, четвертое отличпе состоит в необходимости учета степени когерентности излучеиия, воздействующего на ансамбль. [c.178]

Еслп пзлучение пекогерентно, то результат взаимодействия с ансамблем представляет собой простую сумму взаимодействий отдельных фотонов о отдельными атомами возбужденные атомы описываются волновыми функциями, имеющими различные фазы. Такой ансамбль называется некогерентным ансамблем. Если излучение когерентно, то фазы волновых функций всех возбужденных атомов будут одинаковы. Такой ансамбль называется когерентным ансамблем. [c.178]

Когерентный ансамбль характеризуется макроскопическим динольиым моментом, представляющим собой сумму дипольных моментов всех двухуровневых атомов [c.178]

Между тем, легко можно себе представить, что когерентный апсамбль может релаксировать, испуская когерентное пзлучение, так как волновые функции всех атомов в ансамбле находятся в фазе. При этом релаксация когерентного ансамбля представляет собой макроскопический процесс, описываемый эволюцией волновой функции, характеризующей ансамбль в целом. В рассмотренной выше модельной задаче макроскопическая поляризация когерентного ансамбля, обусловленная резонансным возбуждением N атомов, сразу после импульса возбуждения равла Р = где й — дипольный момент двухуровневого атома, возбужденного в состояние т. [c.179]

Еще одно отличпе когерентного ансамбля от пекогерентного состоит в том, что его когерентное состояние может уменьшиться за время гораздо меньшее, чем время спонтанной релаксации заселенности возбужденных состояний. Это может произойти из-за изменения фаз волновых функций отдельных атомов, В качестве конкретного примера процесса, разрушающего когерентный ансамбль, можно привести процесс столкновений возбужденных атомов, составляющих атомный газ, друг с другом. Столкновения 12 179 [c.179]

Именно возможность образования когерентного ансамбля возбужденных атомов и его когерентной релаксации в основное состояние лежит в основе тех новых нестационарных эффектов, которые рассматриваются в этой лекции,— сверхизлучения, са-моиндуцированной прозрачности, фотонного эха и др. [c.180]

Строгое квантово-механическое описание процесса сверхизлучения состоит в учете взаимодействия атомов друг с другом через поле спонтанного излучения в исходном гамильтониане, описывающем когерентный ансамбль возбужденных атомов. В рамках строгого описания [1, 3, 8] удается получить выражения для мощности и длительности сверхизлучения с учетом динамики развития этого процесса. Это позволяет дополнительно установить значение времени задержки Тмд между возбуждающим импульсом и импульсом сверхизлучения. Физической причиной задержки является То обстоятельство, что процесс сверхизлучеиия развивается из процесса спонтанного излучения отдельных атомов. [c.182]

Пример Н. ф. п. — возникновение лазерной генерации. С термодинамич. точки зрения лазер представляет собой неравновесную систему, т. к. она включает в себя атомы и ноле, к-рые связаны с резервуарами, имеющими раал. темп-ры. При слабой накачке активные атомы излучают независимо друг от друга. С увеличением накачки лазер переходит в когерентное состояние, в к-ром все атомы излучают в фазе. При этом обнаруживается аналогия с фазовыми переходами 2-го рода. Подобная аналогия имеет место при Н. ф. п. и в др. системах физических (образование конвективных ячеек Бенара возникновение осцилляций напряжённости алектрич. поля в диоде Ганна), химических (появление автоколебаний и автоволн при хим. реакциях), биологических (переход в режим ритмич. активности нейтронных ансамблей образование неоднородных структур ври морфогенезе) и т. д. Рассмотрение этих явлений в рамках единого подхода, использующего Ландау теорию фазовых переходов и теорию нелинейных колебаний и волн, составляет основу синергетики. [c.329]

Перенос излучения в условиях немгновенностн элементарного акта рассеяния. Изложенный выше раздел теории П, и. относится к области X а, где X — длина водны излучения, а — характерный масштаб макро-скопич. флуктуаций в среде, на к-рых происходит рассеяние. В этом случае элементарный акт рассеяния света единичным объёмом среды описывается в ур-нии (1) сечением рассеяния <т, соответствующим данному типу флуктуаций. Тано11 подход применим также и к нерезонансному рассеянию света на микроскопич. флуктуациях распределения частиц по координатам и импульсам. При этом о уже соответствует сечению рассеяния света отдельной частицей (когерентному, щ = е), или некогерентному комбинационному рассеянию света атомом или молекулой, комптоновскому рассеянию свободным электроном и др.). Общность формализма описания П. и. в указанных случаях базируется на мгновенности процесса рассеяния фотона средой (макроскопич. ансамблем или отдельной частицей), что и позволяет свести описание П. и. к замкнутому ур-нию (1) Для интенсивности. [c.567]

С. ансамбля излучателей обусловливается воздействием поля, испущенного одним из осцилляторов, на все остальные излучатели ансамбля. Именно это воздействие способно привести к когерентизации процесса испускания излучения ансамблем осцилляторов. Эфф. самонаведение корреляций между дипольными моментами осцилляторов возможно лишь в том случае, когда время этого процесса меньше времени релаксации дипольного момента атома Г,, а также меньше Т1 (обычно Т < Т" ). Таким образом, С. представляет собой нестационарный процесс, протекающий за время, меньшее Т1 и Гд. Установление корреляций между излучателями происходит самопроизвольно в процессе излучения, этим С. отличается принципиально от нестационарных когерентных процессов, обусловленных вкеш. когерентной накачкой, таких, как самоиндуци-рованная прозрачность, фотонное эхо и др. [c.431]

В жидком Не, состоящем из сферически симметричных атомов со спином 5 = 0, параметром порядка служит комплексная ф-цня ф = ф] ехргф, имеющая смысл квантовомеханич. волновой ф-ции частиц, участвующих в когерентном движении. Состояния сверхтекучего Не с разл. значениями фазы хотя и имеют одинаковую энергию (вырождены), но не являются тождественными между двумя связанными ансамблями с разными фазами (pi и (pj (напр., между сообщающимися сосудами с Не, соединёнными достаточно топким каналом) возникает поток частиц / ро sin((pi — pj), зависящий от разности фаз Д<р = целое число), обладающие одним и тем же значением параметра порядка ф = 1Ф1 ехр ф, эквивалентны. Т. о., имеется непрерывный набор вырожденных состояний, характеризующихся разл. значениями фазы (р от 0 до 2я. Тем самым произвол в выборе фазы, носящий название калибровочной симметрии или 1/(1)-симметрии, в сверхтекучей жидкости отсутствует. Иными словами, С, является следствием нарушенной калибровочной сим-нетрлн (см. Спонтанное нарушение симметрии). [c.454]

В 1 излагается полевая теория сверхпластического состояния, возникающего при установлении когерентной связи между дефектами. Пункт 1.1 основан на использовании понятия потенциального рельефа атомов, которое широко используется при микроскопическом описании диффузии и колебаний атомов в идеальной упругой среде. Мы обобщаем это понятие для описания вязко-упругой среды, где координатная зависимость потенциальной энергии атома становится неоднозначной и вместо одного появляется ансамбль потенциальных рельефов. Он представляется материальным полем, описывающим перестройку потенциального рельефа в результате когерентной связи между дефекгами. Такой подход позволяет описать зону пластического сдвига типа полосы Людер-са(п. 1.2). Поскольку при этом плотность дефектов настолько высока, что становится определяющим их коллективное поведение, а не отличительные признаки, то процесс сверхпластичности представляется единым макроскопическим полем. [c.221]

В условиях когерентной перестройки рельефа из полного стохастического ансамбля следует вьщелить подансамбль, который отвечает самосогласованному распределению атомов, определенному параметром (3.9). [c.230]

Т. е. Трел < Тр. в таком ансамбле, хотя он и когерентный, каждый атом будет споптапно излучать независимо от других атомов. При этом средняя мощность излучения за импульс согласно [c.181]

Такой процесс когерентного кооперативного спонтанного излучении ансамбля возбужденных двухуровневых атомов называется процессом сеерхизлучения (см. рис. 1). [c.182]

Рис. 4.23. Сравнение теории (а) и экспериментальных данных (б) для эволюции во времени суперпозиции состояний, включающей основное и первое возбуждённое состояния гармонического осциллятора. Две соответствующие волновые функции показаны наверху. В эксперименте использовался ансамбль холодных атомов s, движущихся в поле стоячей волны с большой отстройкой. Внизу (г) показана наблюдаемая эволюция во времени когерентного состояния гармонического осциллятора. Взято из работы М. Morinaga et а/., Phys. Rev.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...