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
پارک ملی هوافضا؛ نمایش دستاوردهای نیروهای مسلح
play_arrow
پارک ملی هوافضا؛ نمایش دستاوردهای نیروهای مسلح
سردار بلالی: نیروهای مسلح مثل مردم در میدان هستند
play_arrow
سردار بلالی: نیروهای مسلح مثل مردم در میدان هستند
برگزاری دادگاه رسیدگی به پرونده جنگ ۱۲ روزه
play_arrow
برگزاری دادگاه رسیدگی به پرونده جنگ ۱۲ روزه
افشاگری میثاقی: دلیل عصبانیت یاسر آسانی توهینی بود که آقای ایلدروم به او کرده بود + فیلم
play_arrow
افشاگری میثاقی: دلیل عصبانیت یاسر آسانی توهینی بود که آقای ایلدروم به او کرده بود + فیلم
توضیح یاسر آسانی درباره اتفاق منجر به اخراجش در گفتگو با عادل فردوسی‌پور + فیلم
play_arrow
توضیح یاسر آسانی درباره اتفاق منجر به اخراجش در گفتگو با عادل فردوسی‌پور + فیلم
واکنش روبیو به کلیدخوردن استیضاح هگست + فیلم
play_arrow
واکنش روبیو به کلیدخوردن استیضاح هگست + فیلم
وزیر خارجه آلمان: ایران باید برنامه غنی‌سازی را کنار بگذارد + فیلم
play_arrow
وزیر خارجه آلمان: ایران باید برنامه غنی‌سازی را کنار بگذارد + فیلم
هگست: نمی‌توانیم اجازه دهیم ایران به بمب اتمی دست یابد + فیلم
play_arrow
هگست: نمی‌توانیم اجازه دهیم ایران به بمب اتمی دست یابد + فیلم
کوثری: در صورت تصمیم به ساخت سلاح اتمی، در کوتاه‌ترین زمان آن را تولید می‌کنیم + فیلم
play_arrow
کوثری: در صورت تصمیم به ساخت سلاح اتمی، در کوتاه‌ترین زمان آن را تولید می‌کنیم + فیلم
جابه‌جایی سروناز ۲۵۰ساله در شیراز + فیلم
play_arrow
جابه‌جایی سروناز ۲۵۰ساله در شیراز + فیلم
تد کروز: ترامپ می‌خواهد به سرعت جنگ ایران را به پایان برساند + فیلم
play_arrow
تد کروز: ترامپ می‌خواهد به سرعت جنگ ایران را به پایان برساند + فیلم
پرتاب انسان به آسمان با استفاده از دودکش + فیلم
play_arrow
پرتاب انسان به آسمان با استفاده از دودکش + فیلم
بلینکن: برای پایان جنگ، باید به ایران امتیاز بدهیم + فیلم
play_arrow
بلینکن: برای پایان جنگ، باید به ایران امتیاز بدهیم + فیلم
معاون رئیس‌جمهور: پلیس موظف به صدور گواهینامه موتورسیکلت برای بانوان است + فیلم
play_arrow
معاون رئیس‌جمهور: پلیس موظف به صدور گواهینامه موتورسیکلت برای بانوان است + فیلم
اعتراف فرماندار جمهوری‌خواه فلوریدا: انتخابات میان‌دوره‌ای دهن‌کجی به ترامپ و جمهوری‌خواهان بود + فیلم
play_arrow
اعتراف فرماندار جمهوری‌خواه فلوریدا: انتخابات میان‌دوره‌ای دهن‌کجی به ترامپ و جمهوری‌خواهان بود + فیلم