Осциляції Рабі

Осциляції Рабі - періодична зміна заселеностей рівнів дворівневої квантової системи в полі електромагнітної хвилі. Частота осциляцій залежить від інтенсивності хвилі та матричного елементу переходу між рівнями.

Частота осциляцій, яку називають частотою Рабі, задається формулою

${\displaystyle \Omega ={\sqrt {\Omega _{0}^{2}+\Delta ^{2}}}}$,

де ${\displaystyle \Omega _{0}=|\mathbf {d} \cdot \mathbf {E} |/\hbar }$, ${\displaystyle \mathbf {E} }$ - напруженість електричного поля електромагнітної хвилі, ${\displaystyle \mathbf {d} }$ - дипольний момент переходу, ${\displaystyle \hbar }$ - зведена стала Планка, ${\displaystyle \Delta =\omega -\omega _{0}}$ - непопадання частоти електромагнітної хвилі в резонанс.

Ефект названий на честь американського фізика Ісидора Рабі.

Якісне пояснення

Якщо квантову дворівневу систему помістити в поле електромагнітної хвилі, резонансної з різницею енергій рівнів, то з часом, система, яка спочатку перебувала в основному стані, стане переходити в збуджений стан, поглинаючи енергію електромагнітного поля. Швидкість цього процесу залежить від інтенсивності електромагнітної хвилі. Поступово, стан системи змінюватиметься і в певний момент часу система опиниться в збудженому стані. Але квантова система може не тільки поглинати електромагнітні хвилі, а й випромінювати їх. В будь-який момент часу відбуваються обидва процеси. Коли квантова система перебуває цілком у збудженому стані, випромінювання переважатиме над поглинанням, і надалі система переходитиме в основний стан, аж поки повністю не поверне енергію електромагнітному полю. Надалі цикли продовжуватимуться до безмежності.

Див. також

• Оптичний резонанс

Посилання

• http://www.itp.tu-berlin.de/menue/lehre/owl/quantenmechanik/zweiniveau/parameter/en/ [Архівовано 19 липня 2011 у Wayback Machine.]
• http://www.itp.tu-berlin.de/menue/lehre/owl/quantenmechanik/elektron-phonon-wechselwirkung/parameter/en/ [Архівовано 19 липня 2011 у Wayback Machine.]