Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Атомдық когеренстік – көп деңгейлі атомдық жүйенің деңгейлері арасындағы туындаған когеренстік. Атомның ішкі күйі, қозу күйлерінің және олармен байланысты энергия деңгейлерінің суперпозициясымен сипатталады. Сыртқы электромагниттік өрістердің әсерінен атомның энергия деңгейлері, атомның ішкі күйін сипаттайтын қозуларға өзгерістер енгізеді. Егер алынған фаза ішкі күйлердің барлық диапазонында бірдей болса, атом когерентті болады. Атомдық когеренстік – атомның ішкі күйін сенімді басқаруға болатын уақыттың ұзақтығымен сипатталады.
Atomic coherence is the induced coherence between levels of a multi level atomic system. The internal state of an atom is characterized by a superposition of excited states and their associated energy levels. In the presence of external electromagnetic fields, the atom's energy levels acquire perturbations to the excited states that describe the atom's internal state. When the acquired phase is the same over the range of internal states, the atom is coherent. Atomic coherence is characterized by the length of time over which the internal state of the atom can be reliably manipulated.
Бірлестікті өлшеу
Атомдық когеренттілікті анықтаудың негізгі жолы – когеренттік уақытты қолдану.
The primary way by which atomic coherence is quantified is using the coherence time.
Атомдық интерферометрия
Атомдық интерферометр атомның де Броль толқынының фазасына байланысты когерентті атомдық сәулелерді құрайды.
An atom interferometer creates coherent atomic beams, where the coherence is with respect to the phase of the atom's de Broglie wave.
Рабидің флоппауы
Егер екі деңгейлі атомдық жүйедегі электрон тар жолақты когерентті электромагниттік сәулелендірумен, мысалы лазермен, қозғанда, және бұл сәулелендіру екі деңгейлі ауысумен резонанста болса, электрон Раби флопқа ұшырайды. Раби флоп кезінде электрон негізгі және қозған күйлер арасында тербеліседі және оны Блох сферасының айналуымен сипаттауға болады. Толық оқшауланған жүйеде Раби тербелісі шексіз жалғасады және фазалық өзгеріске ұшырамайды, осылайша "когерентті күйге" айналады. Физикалық жүйелерде жүйе мен орта арасындағы өзара әрекеттесу екі деңгей арасындағы Раби тербелісіне белгісіз фазаны енгізеді, бұл толық оқшауланған жүйедегі Раби тербелісіне қатысты "декогеренцияға" алып келеді. Егер бір ғана екі деңгейлі жүйенің орнына, бір-бірімен сәйкес екі деңгейлі жүйелер жиынтығы (мысалы, ион тұзағындағы бірдей атомдар тізбегі) дайындалып, лазермен үздіксіз әсер етілсе, барлық атомдар бір уақытта Раби флопқа түсуі мүмкін. Бастапқыда барлық екі деңгейлі жүйелерде анықталған салыстырмалы фазалық қатынас болады (олардың барлығы фазада болады) және жүйе когерентті болады. Атомдар кездейсоқ спонтанды сәуле шығаруды бастағанда, олардың Раби тербелістері бір-біріне қатысты кездейсоқ салыстырмалы фазаны жинақтайды және декогерентті болады. Нақты эксперименттерде, атомдардың арасындағы соқтығысудан туындаған сыртқы магнит өрісінің шуы мен жылудық әсері спонтанды сәуле шығарудан гөрі жылдам декогеренцияға себеп болады және атомдық сағаттарды немесе тұтқындалған иондық кванттық компьютерлерді іске қосу кезіндегі басты белгісіздіктер болып табылады. Атомдық когеренттілік көп деңгейлі жүйелерге де қолданылады, олар бір лазерден артық қажет етеді. Атомдық когеренттілік электромагниттік түрлендіруден туындаған мөлдірлік (EIT), инверсиясыз лазерлік (LWI), стимулданған Раман адиабатикалық өту (STIRAP) және тиімділігі жоғары емес сызықтық оптикалық өзара әрекеттесу сияқты әсерлерді зерттеуде маңызды рөл атқарады. Ұзақ когеренттік уақытты көрсететін үздіксіз суперсәулеленуді көрсететін атомдық жүйелер, лазерлермен ортақ қасиетке ие.
If an electron in a two level atomic system is excited by narrow line width coherent electro magnetic radiation, like a laser, that is on resonance with the two level transition, the electron will Rabi flop. During Rabi flopping the electron oscillates between the ground and excited states and can be described by a continuous rotation around the Bloch sphere. For a perfectly isolated system the Rabi oscillation will continue indefinitely and will undergo no phase change, making it a "coherent state". In physical systems interactions between the system and the environment introduce an unknown phase in the Rabi oscillation between the two levels with respect to the Rabi oscillation in the perfectly isolated system causing "decoherence". If instead of a single two level system an ensemble of identical two level systems (such as a chain of identical atoms in an ion trap) is prepared and continuously addressed with a laser, all the atoms may begin to simultaneously Rabi flop. At the beginning all two level systems will have a defined relative phase relation (they will all be in phase) and the system will be coherent. As atoms begin to undergo random spontaneous emission their Rabi oscillations will accumulate a random relative phase with respect to each other and become decoherent. In actual experiments ambient magnetic field noise and thermal heating from collisions between atoms cause decoherence faster than random spontaneous emission and are the dominant uncertainties when running atomic clocks or trapped ion quantum computers. Atomic coherence can also apply to multi level systems which require more than a single laser. Atomic coherence is essential in research on several effects, such as electromagnetically induced transparency (EIT), lasing without inversion (LWI), stimulated raman adiabatic passage (STIRAP) and nonlinear optical interaction with enhanced efficiency. Atomic systems demonstrating continuous superradiance exhibit long coherence time, a property shared with lasers.