Υπέρψυχρα άτομα μέσα σε οπτικές κοιλότητες

Διπλωματική Εργασία uoadl:1320544 402 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων (ΒΑΣΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ)
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2014-12-17
Έτος εκπόνησης:
2014
Συγγραφέας:
Μυστακίδης Συμεών
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Καρανίκας Αλέξανδρος Αναπλ. Καθηγητής (Επιβλέπων) , Διάκονος Φώτιος Αναπλ. Καθηγητής, Μαιντάς Ξάνθος Επίκ. Καθηγητής.
Πρωτότυπος Τίτλος:
Υπέρψυχρα άτομα μέσα σε οπτικές κοιλότητες
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Ultracold atoms in optical Cavities
Περίληψη:
Η πειραματική πρόοδος ώς προς τον έλεγχο της αλληλεπίδρασης φωτός-ύλης μέσω της
κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής σε Οπτικές κοιλότητες (Cavities) έχει φέρει στο
προσκήνιο την μελέτη συστημάτων όπου τόσο η ύλη όσο και το φώς κατέχουν
ισοδύναμο ρόλο στα υπό συζήτηση φαινόμενα. Μια σημαντική ιδιότητα αυτών των
συστημάτων είναι ότι βρίσκονται εγγενώς εκτός ισορροπίας λόγω της απώλειας
φωτονίων από ένα από τους καθρέφτες της κοιλότητας και έτσι θα πρέπει να
αντιμετωπιστούν σύμγωνα με τη θεωρία των ανοικτών συστημάτων. Επιπλέον πολλές
φορές μας παρέχουν αναλογίες με πολύ καλά μελετημένα πολυσωματιδιακά
συστήματα. Ένα συγκεκριμμένο υπό μελέτη σύστημα κατασκευάζεται με την
τοποθέτηση ενός συμπηκνώματος BOSE μέσα σε μια κοιλότητα, το οποίο αλληλεπιδρά
ενεργά μόνο με ένα mode της οπτικής κοιλότητας. Το σύστημα αυτό βάλλεται επίσης
εξωτερικά από ένα laser κάθετα στον άξονα της κοιλότητας. Αυτό έχει ώς
αποτέλεσμα την επαγωγή μεγάλης εμβέλειας δυνάμεων μεταξύ των ατόμων και την
εμφάνιση μιας αλλαγής φάσης του συστήματος από ένα ομογενής πυκνότητας
συμπήκνωμα σ’ενα συμπήκνωμα μεταβαλλόμενης πυκνότητας.
Από την άλλη μεριά, ένα απο τα θεμελειακά μοντέλα για την περιγραφή φωτός και
ύλης είναι το μοντέλο του Dicke που εισήχθηκε το 1954 απο τον Robert H. Dicke
[9]. Το μοντέλο αυτό έχει μελετηθεί εκτενώς απο τα πρώτα χρόνια γένεσης της
κβαντικής οπτικής και σήμερα έχει γίνει ένα απο τα κύρια παραδείγματα για την
περιγραφή της συλλογικής κβαντικής συμεριφοράς. Επίσης όπως έχει δειχθεί
θεωρητικά εμφανίζει
μια αλλαγή φάσης απο μια κανονική σε μια σταθερής κατάστασης φάση.
Σύμφωνα με τα παραπάνω, στην παρούσα εργασία θα μελετήσουμε εκτενώς την σύνδεση
μεταξύ του μοντέλου του Dicke και την εφαρμογή του σε προβλήματα κβαντικής
Ηλεκτροδυναμικής. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τη θεωρία για κάποια μοντέλα
από το πεδίο της κβαντικής οπτικής, και εστιάζουμε κυρίως στην αλληλεπίδραση
ενός δισταθμικού ατόμου με το κβαντικό Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Επίσης
παρουσιάζουμε συνήθης τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη βιβλιογραφία για την
αντιμετώπιση ανοικτών κβαντικών συστημάτων. Πιθανές εφαρμογές με σύμφωνες
καταστάσεις (όπου είναι δυνατό) επίσης παρουσιάζονται μέσα στο κεφάλαιο. Στο
κεφάλαιο 2 παραθέτουμε μια εισαγωγή για το μοντέλο του Dicke και μια αναδρομή
στις πρόσφατες εφαρμογές που έχει βρεί το μοντέλο αυτό στο πεδίο της κβαντικής
Ηλεκτροδυναμικής μέσα σε οπτικές κοιλότητες. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη
μελέτη της αλλαγής φάσης που παρουσιάζει. Το τρίτο κεφάλαιο αφιερώνεται στην
παρουσίαση του ανοικτού μοντέλου Dicke και στην αντιμετώπιση του με την τεχνική
των Path-Integral για την εύρεση των εξισώσεων μέσου πεδίου και τον υπολογισμό
του αντίστοιχου ενεργού δυναμικού.
Λέξεις-κλειδιά:
Υπέρψυχρα άτομα, Οπτικές κοιλότητες, Συμπήκνωμα Μποζονίων, Ανοικτά συστήματα, Ολοκληρώματα διαδρομών
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
4
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
46
Αριθμός σελίδων:
70

document.pdf
1 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο.