Lượng tử quang học

Lượng tử quang học( tiếng Anh:Quantum optics) là ở 1990 năm sau thành thục mới phátVật lý họcChi nhánh, làNguyên tử phần tử cùng quang vật lýMột bộ phận, cũng cùngLãnh nguyên tửVật lý chặt chẽ tương liên. CùngNgưng thái vật lý,Hạt vật lý học,Vũ trụ họcChờ mặt khác thành thục chi nhánh so sánh với, ở tinh vi thực nghiệm cùng lý luận thượng, có chặt chẽ, cụ tính kiến thiết hỗ động. Lượng tử quang học lấyNửa kinh điển vật lý họcCập lượng tử cơ học phương thức tới nghiên cứu “Quang hiện tượng” cùng với “Quang cùng vật chất ở á vi mô chừng mực hạ lẫn nhau tác dụng”. Ở 1960 năm bởi vìHán bá · Brown cập Tevez hiệu ứngKích thích mà phát triển ra lý luận cơ sở, thảo luận bất đồng trình độLượng tử tương quan tính,Như$g^{(2)}$Bằng không, là điển hình đơn quang tử lượng tử nguyên phán chuẩn. Lượng tử quang học chủ yếu nghiên cứuQuang tửCùngNguyên tửLượng tửLẫn nhau tác dụng, thường thấy thực nghiệm nghiên cứu công cụ vìLôi bắnCậpLy tử giếng.

Lịch sử

Quang ở chân không truyền lại năng lượng cập động lượng vì lượng tử hóa, lượng tử hóa đối ứng quang tử hạt số, lượng tử quang học cũng chính là nghiên cứu lượng tử hóa quang tử bản tính cùng ảnh hưởng ngành học, đầu tiên quan trọng phát triển ở 1899 năm,PlanckGiả thiết quang năng lượng này đây ly tán đơn vị tới phóng ra, nên giả thiết chính xác miêu tảThể chữ đậm nét phóng xạ.Theo sau ở 1905 năm,EinsteinGiải thíchQuang điện hiệu ứngLuận văn càng tiến thêm một bước vì lượng tử hóa mang đến chứng cứ, bởi vậyEinsteinVinh hoạch 1921 nămGiải Nobel.Niels · BohrChỉ ra quang phóng xạ lượng tử hóa giả thiết cùng hắn nguyên tử lượng tử hóaMức năng lượngLý luận tương xứng, đặc biệt làHydroPhóng ra quang phổ.Này đó phát triển vì quang cùng vật chất chi gian hỗ trợ lẫn nhau mang đến lý giải, đối với chỉnh thể lượng tử cơ học phát triển quan trọng nhất. Nhưng mà, cái này dùng với xử lý “Vật chất - quang hỗ trợ lẫn nhau” lượng tử cơ học tử lĩnh vực, chủ yếu bị cho rằng là đối vật chất nghiên cứu mà không phải điều chỉnh ống kính nghiên cứu; bởi vậy ở 1960 mọi người xưng này vì “Nguyên tử vật lý học” cùng “Lượng tử điện tử học”. Đối này đó trang bị nguyên lý, thiết kế, ứng dụng nghiên cứu sửLaser khoa họcTrở thành một cái quan trọng lĩnh vực, đương kim nghiên cứu laser nguyên lý lượng tử cơ học, càng thêm cường điệu quang tính chất, bởi vậy mọi người cũng thói quen xưng này vì “Lượng tử quang học”.

Bởi vì laser khoa học yêu cầu tốt đẹp lý luận cơ sở, hơn nữa cơ sở nghiên cứu thành quả to lớn, mọi người đối lượng tử quang học hứng thú cũng tùy theo bay lên. KếĐịch kéo khắcỞ lượng tử tràng luận lĩnh vực công tác lúc sau, ở 1950 niên đại cùng 1960 niên đại, George Sudarshan, Roy J. Glauber cùng Leonard Mandel đem lượng tử lý luận ứng dụng với điện từ trường, càng kỹ càng tỉ mỉ lý giải quang dò xét cùng quang thống kê ( tham kiếnTương quan độ (degree of coherence)). Này dẫn vào tương quan thái khái niệm tới giải quyết laser, nhiệt quang, kỳ dị áp súc thái chờ chi gian biến hóa vấn đề, bởi vì mọi người đã nhận thức đến quang không chỉ có vì kinh điển hình ảnh trung miêu tả sóng điện từ trường. 1977 năm, Kimble đám người triển lãm một lần phóng ra đơn quang tử đơn nguyên tử, tiến thêm một bước mà chứng minh rồi chỉ là từ quang tử tạo thành. Theo sau phát hiện đặc trưng cùng kinh điển trạng thái bất đồng không biết quang lượng tử thái, tỷ nhưÁp súc quang.

Xuyên thấu quaQ chốt mởCùngKhóa mô kỹ thuậtKhai phá đoản mạch xung cùng siêu đoản xung kích quang mạch xung, này phát triển mở ra siêu mau quá trình nghiên cứu.

Lượng tử quang học phát hiện trạng thái cố định phương diện ứng dụng ( tỷ như kéo mạn quang phổ ​​ ), cũng nghiên cứu quang tác dụng ở vật chất thượng máy móc lực. Người sau nhưng xuyên thấu qua laser thúc đốiQuang học bẫy rậpHoặcQuang nhiếpTrung nguyên tử vân hoặc thậm chí nhỏ bé sinh vật hàng mẫu huyền phù cùng định vị. Cái này kỹ thuật cùngDoppler làm lạnhĐều là thực hiện trứ danhPha sắc - Einstein ngưng tụMấu chốt.

Mặt khác lộ rõ thành quả cóLượng tử dây dưa,Lượng tử ẩn hình truyền tháiCùngLượng tử logic môn.Lượng tử tin tức lý luận bộ phận đến từ lượng tử quang học, bộ phận đến từ lý luận máy tính khoa học, lượng tử tin tức lĩnh vực đối lượng tử logic môn phi thường cảm thấy hứng thú.

Hôm nay lượng tử quang học nghiên cứu nhân viên cảm thấy hứng thú lĩnh vực bao gồmTham lượng hạ thay đổi,Tham số chấn động,Thậm chí càng đoản ( a giây ) quang mạch xung, lượng tử quang học ở lượng tử tin tức sử dụng, đơn nguyên tử thao túng, pha sắc - Einstein ngưng tụ, chúng nó ứng dụng, cùng với như thế nào thao túng chúng nó ( một cái thông thường xưng là nguyên tử quang học tử tràng ),Tương quan hoàn mỹ hấp thu khí(Coherent perfect absorber) từ từ. Lượng tử quang học thuật ngữ hạ phân loại chủ đề trung, hiện đại thuật ngữ ｢ quang tử học ｣ thông thường là chỉ ứng dụng với công trình cùng kỹ thuật sáng tạo ngành học.

Nhiều lần giải Nobel trao tặng lượng tử quang học phương diện công tác. Bị trao tặng giả như sau:

• 2012 năm, Serge Haroche cùng David J. Wineland, “Khai sáng có thể đo lường cùng thao túng đơn cái lượng tử hệ thống đột phá tính thực nghiệm phương pháp”.

• 2005 năm, Theodor W. Hänsch, Roy J. Glauber cùng John L. Hall.

• 2001 năm, Wolfgang Ketterle, Eric Allin Cornell cùng Carl Wieman.

• 1997 năm, Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji cùng William Daniel Phillips.

Quan niệm

Căn cứ lượng tử lý luận, quang không chỉ có chỉ bị coi là sóng điện từ, cũng có thể bị coi như ở chân không trung lấy vận tốc ánh sáng c tiến lên hạt lưu, xưng là quang tử. Này đó hạt không nên làm như cổ điển đâm cầu, mà là lượng tử cơ học trung ở hữu hạn trong phạm vi lấy sóng hàm số miêu tả hạt.

Mỗi cái quang tử mang theo một lượng tử năng lượng, này giá trị vì hf, h vì Planck hằng số, f vì quang tần suất. Đương nguyên tử phóng ra ra quang tử, quang tử năng lượng đối ứng với bên trong ly tán có thể giai quá độ, vật chất hấp thu quang tử còn lại là tương phản quá trình, Einstein đốiTự phát phóng xạGiải thích cũng đoán trướcChịu kích phóng xạTồn tại, chịu kích phóng xạ tức lôi bắn nguyên lý, mà lôi bắn phát minh tắc phải chờ tới nhiều năm sau cóCư lượng xoay ngược lạiPhương pháp sau mới có thể thực hiện.

Thống kê cơ họcLà lượng tử quang học quan niệm cơ sở: Quang lấy tràngSang sinh tính phù cùng chôn vùi tính phùTới miêu tả, cũng chính là lấyLượng tử chạy bằng điện cơ họcNgôn ngữ tới miêu tả.

Quang tràng nhất thường dùng đến thái là 1960 từ E.C. George Sudarshan dẫn vào tương quan thái, loại trạng thái này có thể dùng để xấp xỉ miêu tả cao với laser ngạch giá trị đơn tần máy phát laze phát ra, biểu hiện ra đậu tùng quang tử số thống kê, thông qua nào đó phi tuyến tính hỗ trợ lẫn nhau, ứng dụng cụSiêu đậu tùng quang tử thống kêHoặcÁ đậu tùng quang tử thống kêÁp súc tính phù, có thể đem tương quan thái thay đổi vì áp súc tương quan thái. Loại này quang được xưng là áp súc quang. Mặt khác quan trọng lượng tử quan điểm, cùng bất đồng chùm tia sáng chi gian quang tử thống kê tương quan. Tỷ như,Tự phát tham lượng hạ thay đổiCó thể sinh ra cái gọi là “Song chùm tia sáng” (twin beam), lý tưởng dưới tình huống, một cái chùm tia sáng mỗi cái quang tử cùng một cái khác chùm tia sáng trung một cái quang tử tương quan liên.

Nguyên tử bị cho rằng là có ly tán có thể phổ lượng tử cơ học chấn động khí, căn cứ Einstein lý luận, năng lượng bổn trưng thái chi gian quá độ từ quang hấp thu hoặc phóng ra điều khiển.

Đối với trạng thái cố định vật chất, mọi người sử dụng trạng thái cố định vật lý có thể mang mô hình. Này đối lý giải thực nghiệm trung bình dùng trạng thái cố định thiết bị như thế nào trinh trắc chỉ là rất quan trọng

Lượng tử điện tử học

Lượng tử điện tử học là một cái thuật ngữ, chủ yếu dùng với 20 thế kỷ 50 niên đại đến 70 niên đại chi gian, dùng để tỏ vẻ xử lý lượng tử cơ học đối vật chất trung điện tử hành vi ảnh hưởng vật lý lĩnh vực, cùng với chúng nó cùng quang tử hỗ trợ lẫn nhau. Hiện tại bị mặt khác lĩnh vực sở xác nhập, rất ít bị coi là một cái tử lĩnh vực,. Trạng thái cố định vật lý học thường xuyên suy xét lượng tử cơ học, hơn nữa thông thường cùng điện tử có quan hệ. Chất bán dẫn vật lý tức lượng tử cơ học ở điện tử học trung cụ thể ứng dụng. Nên thuật ngữ còn bao gồm laser thao tác cơ bản quá trình, hiện tại làm lượng tử quang học một cái chủ đề tiến hành nghiên cứu. Thuật này ngữ sử dụng bao dungLượng tử Hall hiệu ứngCùngLượng tử tế bào tự động cơLúc đầu công tác.

Viện công nghệ Massachusetts official website trang đầu đưa tinĐường - thôi sắt Hào Tư lý luận(Tang-Dresselhaus Theory) đối bất đồng chừng mực hệ thống trung điện tử thua vận tính chất miêu tả

Ở lượng tử điện tử hệ thống trung, tương so vớiĐường đạn thua vậnCùngKhuếch tán thua vận,Lượng tử quá độSở sinh ra điện tử thua vận xưng là chủ đạo. Căn cứ Daniel ∙ la đức vớiBell phòng thí nghiệmĐưa ra la đức lý luậnCùngĐường sảngCùngThôi sắt Hào Tư phu nhânVớiViện công nghệ MassachusettsĐưa raĐường - thôi sắt Hào Tư lý luận,Lượng tử chừng mực điện tử thua vận cơ chế vẫn như cũ có thể từ đơn cái điện tử mang theoEntropyBiến cực đại suy ra, mà này cực đại có thể thông qua nhiệt công suất trắc đến.

Thực nghiệm

Gần ba mươi năm tới quan trọng lượng tử quang học thực nghiệm bao gồm:

• "which way" thực nghiệm ( Hong chờ,Rochester đại học)
• “Tạp cao lương ngươi hiệu ứng”Thực nghiệm ( tạp phổ tác chờ,Harvard đại học)
• “Pha sắc – Einstein ngưng tụ”Thực nghiệm (Viện công nghệ Massachusetts)
• “Laser làm lạnhCùng bắt được nguyên tử” thực nghiệm (Chu Đệ vănChờ,Bell phòng thí nghiệm)
• Mặc tử hào lượng tử khoa học thực nghiệm vệ tinh“Tinh mà song hướng dây dưa phân phát thực nghiệm” cùng “Không gian chừng mực lượng tử ẩn hình truyền thái thực nghiệm” thực nghiệm (Phan kiến vĩChờ,Trung Quốc viện khoa học)

Xem thêm

• Tự phát tham lượng hạ thay đổi

Phần ngoài liên kết

• An introduction to quantum optics of the light field(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán)
• Encyclopedia of laser physics and technology(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán), with content on quantum optics (particularly quantum noise in lasers), by Rüdiger Paschotta.
• Qwiki- A quantum physics wiki devoted to providing technical resources for practicing quantum physicists.
• Quantiki(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán) - a free-content WWW resource in quantum information science that anyone can edit.
• Various Quantum Optics Reports(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán)