Квантовое движение в ловушках Пауля

Пока между веществом и светом не было взаимодействия. Поэтому мы обращаемся к вопросу о том, как сконструировать взаимодействие между атомом и полем, и подробно обсуждаем модель Джейнса-Каммингса-Пауля. Тогда логически следующей темой являются квантовые измерения и приготовление квантовых состояний, основанное на квантовом перепутывании. Ловушка Пауля является аналогом КЭД резонатора, но представляет дальнейшее развитие модели Джейнса-Каммингса-Пауля в двух отношениях а) теперь она не ограничена однофотонными переходами, б) внешний потенциал, управляющий движением центра инерции, явно зависит от времени. [c.49]

Квантовое движение в ловушках Пауля [c.44]

Это распределение и, в частности, дискретность квантовых чисел т были измерены для случаев электромагнитного поля в резонаторе и колебательного движения одиночного иона, захваченного в ловушку Паула. За подробностями мы отсылаем читателя к рис. 16.8 и рис. 16.9. [c.135]

Существует весьма близкая аналогия между КЭД резонаторов и квантовым движением иона в ловушке Пауля, которая детально обсуждается в гл. 17. Эффект возобновлений, предсказанный для модели Джейнса-Каммингса-Пауля, наблюдался экспериментально в ловушке Пауля в работе [c.522]

В общем случае движение иона в ловушке Пауля имеет два масштаба времени. Есть медленное — так называемое секулярное движение, с частотой, которая определяется усреднённым по времени связывающим потенциалом, и быстрое микродвижение, которое зависит от радиочастоты переменного напряжения, приложенного к ловушке. Чтобы разобраться в сути квантовой составляющей этого движения, сначала обсудим эволюцию во времени операторов координаты и импульса для гармонического осциллятора с частотой, зависящей от времени. Такой осциллятор служит в качестве некоторой модели для ловушки Пауля. Мы покажем, что квантовое движение характеризуется тремя вещественными параметрами, которые соответствуют повороту, сжатию и ещё одному повороту в фазовом пространстве. Кроме того, будет видно, что при подходящем выборе базиса зависимость этих параметров от времени становится достаточно простой, а в некоторых случаях [c.533]

Предыдуш,ий анализ показал, что из-за явной зависимости ловушки Пауля от времени движение иона в такой системе достаточно сложное. Подчеркнём, что это никак не связано с квантовой механикой, а получается только из-за зависимости от времени удерживающего потенциала. Действительно, коль скоро мы имеем дело с гармоническим осциллятором, классическая и квантовая динамика идентичны, как видно из уравнений Лиувилля для функции Вигнера. [c.548]

Аналогия между КЭД резонаторов и квантовым движением иона в ловушке Пауля [c.560]

Рис. 1.23. Галерея квантовых состояний движения, вызывающих характерную динамику внутренних состояний иона, находящегося в ловушке Пауля и взаимодействующего с классической стоячей световой волной. Когда движение представляет собой собственное фононное состояние, внутренняя динамика демонстрирует затухающие рабиевские осцилляции (наверху). Если движение соответствует начальному тепловому состоянию (посередине), внутренняя динамика проявляет достаточно нерегулярные осцилляции, которые позволяют реконструировать начальное экспоненциальное распределение фононов, показанное на вставке. Случай сжатого состояния движения (внизу) также приводит к достаточно нерегулярным осцилляциям. Взято из работы D.M. Meekhof

Модель гармонического осциллятора играет выдающуюся роль, особенно в квантовой физике. Поскольку эта задача имеет точное решение, она является любимой игрушкой теоретиков, но одновременно служит моделью реальных систем. Например, в гл. 10 мы покажем, что каждая мода электромагнитного поля в резонаторе является гармоническим осциллятором. Далее, благодаря лазерному охлаждению мы можем наблюдать квантовое движение отдельного иона, захваченного в ловушку Пауля. Поскольку такая ловушка приближённо описывается квадратичным потенциалом взаимодействия с ионом, система является реалистичным примером механического гармонического осциллятора. [c.123]

Удержание в течение длительного времени отдельных ионов в ловушке открывает разнообразные новые возможности в лазерной спектроскопии. Кроме того, одиночный захваченный ион представляет собой уникальный объект для проверки фундаментальных законов квантовой механики. Так, например, динамика иона в ловушке Пауля наложила строгие ограничения на нелинейную версию квантовой механики. Квантовые скачки, которые были одной из главных тем ранних дискуссий между Бором и Шрёдингером по поводу квантовой механики, наблюдались в прямых экспериментах и в настояш,ее время используются для контроля внутренней динамики иона. Недавно одиночный ион, находяш,ийся в ловушке Пауля, был использован для реализации квантового гейта, а цепочка из многих ионов в линейной ловушке может рассматриваться как обеш,аюш,ий компонент при создании квантового компьютера. Кроме того, экспериментальная генерация неклассических состояний движения иона в ловушке Пауля обозначила новую эпоху в области приготовления квантовых состояний. В виду важности ловушки Пауля, проиллюстрированной на приведённых примерах, мы посвяш,аем данную главу обсуждению физики этого замечательного прибора. [c.525]

Коль скоро характеристический показатель для набора параметров а и д определён, можно с помощью векторного уравнения Мс = О найти соответствующте коэффициенты с . Они играют важную роль при квантовом рассмотрении движения в ловушке Пауля. Поэтому следующий раздел 17.3.4 посвящён подробному обсуждению свойств коэффициентов с . [c.531]

Решение Флоке. В предыдуш,ем разделе мы показали, что эволюция во времени любого квантового состояния движения иона в ловушке Пауля описывается тремя параметрами i (t), r(t), и 0(t). Отметим, что они зависят от выбора реперной частоты иог, которая определяет функции e t) и e t). Теперь мы специально выберем иог таким образом, чтобы упростить вид классического решения s t), а, следовательно, и зависимость от времени интересуюш,их нас параметров. [c.543]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...