پریدن‌های كوانتومی در اتم تکی

یكی از هدف‌های مكانیك كوانتومی توصیف فرایند دینامیكی گسیل خود به خود است كه در طی آن اتم برانگیخته با گسیل یك فوتون و انگیخته می‌شود. برخی از اثرات كوانتومی جالب توجه را كه معمولاً در گسیل جمع كثیری از اتم‌های
چهارشنبه، 19 آبان 1395
تخمین زمان مطالعه:
پدیدآورنده: علی اکبر مظاهری
موارد بیشتر برای شما
پریدن‌های كوانتومی در اتم تکی
 پریدن‌های كوانتومی در اتم تکی

 

مترجم: احمد رازیانی
منبع:راسخون

 

یكی از هدف‌های مكانیك كوانتومی توصیف فرایند دینامیكی گسیل خود به خود است كه در طی آن اتم برانگیخته با گسیل یك فوتون و انگیخته می‌شود. برخی از اثرات كوانتومی جالب توجه را كه معمولاً در گسیل جمع كثیری از اتم‌های گسیلنده پوشیده می‌ماند، می‌توان در فلوئورسانی یك اتم منفرد مشاهده كرد. نمونه‌ای از این گونه اثرات، روشن و خاموش شدن ناگهانی فلوئورسانی حاصل از پرش‌های كوانتومی اتم است كه به تازگی مشاهده شده است.
كوك و كیمیل پی بردند كه اتم در آرایش V با سه تراز انرژی (دو تراز برانگیخته كه واپاشی شان به حالت پایه یكسانی منتهی می‌شود) كه در آن یك تراز برانگیخته در زمانی كوتاه واپاشیده می‌شود و تراز دیگر مدت زمانی طولانی‌تر برانگیخته می‌ماند، سیستمی بسیار مناسب برای مطالعه فرایند گسیل و جذب فوتون در اتم‌هاست. این سیستم، در ابتدا، توسط دهملت به صورت طرحی برای تقویت فوتونی در آشكار سازی یك گاز اپتیكی بسیار ضعیف مورد بحث قرار گرفت. چنانچه برای جفت كردن حالت پایه به تراز بالاتر قوی (كه واپاشی تند دارد) از یك لیزر استفاده شود، متوسط فلوئورسانی حاصل از تراز قوی در زمانی به قدر كفایت طولانی شدت یكنواختی را نشان می‌دهد. معمولاً هنگامی كه فلوئورسانی جمع كثیری از اتم‌ها مشاهده می‌شود، استفاده از لیزر دومی كه حالت پایه را به تراز بالاتر ضعیف (كه واپاشی كند دارد) جفت می‌كند، منجر به كاهش شدت متوسط فلوئورسانی می‌شود، زیرا به طور میانگین جمعیت تراز قوی تقلیل می‌یابد. اما این مسوله كه كاهش شدت متوسط از لحاظ یك اتم منفرد چگونه متجلی می‌شود، می‌تواند دو پاسخ داشته باشد: (1) ممكن است، همان‌طور كه در مورد مجموعه زیادی از اتم‌ها رخ می‌دهد، فلوئورسانی به سطح پایین‌تر یكنواختی تنزل كند، یا (2) ممكن است كه فلوئورسانی به طور ناگهانی از حالت روشن به خاموش تغییر وضعیت بدهد، و این در صورتی است كه اتم بین حالت پایه و ترازی كه جفت شدگی ضعیف دارد برش كوانتومی داشته باشد.
پژوهشگران زیادی در سال گذشته سیستم‌های عام سه ترازه را به طور نظری بررسی كرده و خواص آماری تابش گسیلی آن‌ها را محاسبه كرده‌اند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند كه تصویر پرش كوانتومی تصویر درستی است. اخیراً آزمایشی به روشنی نشان داده است كه شدت فلوئورسانی حاصل از (گذار قوی) سیستم سه ترازه V، در واقع دو مقداره است نه پیوسته. این نتیجه هنگامی به دست می‌آید كه شدت فلوئورسانی با زمان تفكیكی كوتاه‌تر از طول عمر ترازی كه جفت شدگی آن ضعیف است اندازه‌گیری شود. در این آزمایش یك یون منفرد جیوه با بار مثبت در فضایی كمتر از یك میكرون در تله‌ای الكترومغناطیسی محبوس بود و به طور همزمان زیر تابش دو لیزر قرار داشت. دو گروه دیگر، با استفاده از یك یون به دام افتاده منفرد باریوم، آزمایش‌هایی مشابه انجام دادند. گروه چهارم، فلوئورسانی گسیل شده از اتم‌های منفرد باریوم را در باریكه اتمی بسیار ضعیفی مشاهده كرد و با اندازه‌گیری همبستگی میان فواصل زمانی فوتون‌های آشكار شده توانست به این نتیجه برسد كه پرش كوانتومی تصویری درست است. با استفاده از این آزمایش‌ها، بینشی درباره طبیعت آماری فرایند جذب و نشر اتمی فراهم می‌شود.

 

تبلیغات در راسخون
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
تقابل کایل اسنایدر و عبدالرشید سعدالله‌یف دو غول وزن ۹۷ کیلوگرم
play_arrow
تقابل کایل اسنایدر و عبدالرشید سعدالله‌یف دو غول وزن ۹۷ کیلوگرم
شکار یک پهپاد جاسوسی و فریب آمریکایی در غرب تنگهٔ هرمز
play_arrow
شکار یک پهپاد جاسوسی و فریب آمریکایی در غرب تنگهٔ هرمز
پزشکیان: بچه‌های میناب و لامرد تروریست بودند؟
play_arrow
پزشکیان: بچه‌های میناب و لامرد تروریست بودند؟
دانیال سهرابی: داوران نمی خواستند ما همه مدال‌ها را بگیریم
play_arrow
دانیال سهرابی: داوران نمی خواستند ما همه مدال‌ها را بگیریم
حضور سخنگوی دولت در دربی بانوان
play_arrow
حضور سخنگوی دولت در دربی بانوان
آمریکا پاسخ دهد که چرا کودکان ما را کشت!
play_arrow
آمریکا پاسخ دهد که چرا کودکان ما را کشت!
تخریب منازل در روستای الولجه غرب بیت‌لحم
play_arrow
تخریب منازل در روستای الولجه غرب بیت‌لحم
افشاگری برادر دوقلوی رنگرز از یک پیشنهاد وسوسه انگیز!
play_arrow
افشاگری برادر دوقلوی رنگرز از یک پیشنهاد وسوسه انگیز!
پهلوی در خدمت پروژه اسرائیل؛ از آشوب‌سازی تا رؤیای تجزیه ایران
play_arrow
پهلوی در خدمت پروژه اسرائیل؛ از آشوب‌سازی تا رؤیای تجزیه ایران
سردار فدوی: شکست ابرقدرت‌ها حقیقت قدرت واقعی ایران را به جهانیان نشان داد
play_arrow
سردار فدوی: شکست ابرقدرت‌ها حقیقت قدرت واقعی ایران را به جهانیان نشان داد
شکست یزدانی مقابل آرش + فیلم
play_arrow
شکست یزدانی مقابل آرش + فیلم
اعتراف ترامپ به قدرت سردار سلیمانی + فیلم
play_arrow
اعتراف ترامپ به قدرت سردار سلیمانی + فیلم
ادعای ترامپ درباره نامه ونس به محسن رضایی: ایران به کمک برای تأمین تجهیزات پزشکی دارد + فیلم
play_arrow
ادعای ترامپ درباره نامه ونس به محسن رضایی: ایران به کمک برای تأمین تجهیزات پزشکی دارد + فیلم
خوش و بش جالب حسن یزدانی با غول کشتی روسیه + فیلم
play_arrow
خوش و بش جالب حسن یزدانی با غول کشتی روسیه + فیلم
انتقاد فعال آمریکایی از تناقض رفتار ترامپ با دولت‌های عربی و مسلمانان آمریکا + فیلم
play_arrow
انتقاد فعال آمریکایی از تناقض رفتار ترامپ با دولت‌های عربی و مسلمانان آمریکا + فیلم