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原子系と光子の相互作用と光子発生の機構解明の直接数値シミュレーション法の開発

开发一种直接数值模拟方法来阐明原子系统与光子之间的相互作用以及光子产生的机制

基本信息

批准号：
09210209
负责人：
宮下精二
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

輻射場と原子系の相互作用系を表わすJaynes-Cummings模型に光子系の緩和と原子系の励起を取り入れ、さらに緩和機構に光子数の非線形な形を持たせた模型を用いて、マイクロキャビティ内の光子分布、そこから放出される光子の時間的な統計を調べた。定常的な物理量に関しては縮約された密度行列の方法を用い、また放出光子の個々の時間的分布を調べるには、確率的シュレディンガー方程式を導入した。キャビティ内の光子数がサブポアソン分布になる光子数スクイージングに関しては光子緩和の非線形性が非常に有効であることを見出し、現実の系でどのような条件のもとでそれが実現されるかについて考察した。また、放出光子の時間相関関数が時間間隔ゼロの付近で時間の増加関数となるアンチバンチング現象は、一定の時間間隔内の光子数の分布がサブポアソン分布になることと強い相関があることを見出し、その物理的原因として光子放出後、次の放出までに一定の時間、dead time、を要することを具体的なシミュレーションから明らかにした。また、このdead timeの効果が有効になるためには、キャビティ内の光子数が非常に小さなことが必要であることがわかった。これらの解析ではいくつもの仮定をしているが、実際の輻射機構制御のために必要な基礎的な機構解明に寄与できたと考える。これらの研究を通して、相互作用系の量子ダイナミックス、およびそれらの系での散逸過程をどのように取り扱うべきかについて、基礎的な知識が選られ今後、重要になってくる量子系のダイナミックス取り扱いの手掛かりが選られたと考えている。

The interaction system of radiation field and atomic system is represented by Jaynes-Cummings model, the relaxation of photon system and excitation of atomic system are introduced, the relaxation mechanism is adopted, the photon distribution in photon system and the time of photon emission are statistically adjusted. For constant physical quantities, the method of reducing the density matrix is used, and the distribution of the time at which photons are emitted is adjusted, and the accurate Sheridan equation is introduced. The photon number distribution in the photon field is related to the photon relaxation and nonlinearity. The time-dependent number of photons emitted is related to the time interval, the time interval, the increase of the number of photons, the distribution of the number of photons in a certain time interval, the distribution of photons in a certain time interval, the strong correlation, the physical reasons, the time interval, the dead time, the specific reasons for the emission of photons. The number of photons in the dead time is very small. The analysis of this problem is based on the analysis of the necessary mechanism for the control of radiation. The research on this issue is now complete, and the dissipation process of the quantum system of the interaction system and the quantum system of the interaction system can be taken and tested. Basic knowledge can be selected for the future, and important knowledge can be selected for the future.