理論物理學(xué)家法羅克·米維瓦（Farokh Mivehvar）研究了在量子腔內(nèi)發(fā)光的兩個(gè)原子集合的相互作用，量子腔是一種光學(xué)設(shè)備，由兩個(gè)面對(duì)面的高質(zhì)量微小鏡子組成，將光長(zhǎng)時(shí)間限制在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)。該模型和預(yù)測(cè)可以在最先進(jìn)的腔/波導(dǎo)量子電動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)和觀察，并可能在新一代所謂的超輻射激光器中得到應(yīng)用。

超輻射是量子光學(xué)中最令人驚訝和最引人注目的現(xiàn)象之一。然而，可以通過(guò)將原子想象成一個(gè)微小的天線來(lái)直觀地理解它，它可以在適當(dāng)?shù)臈l件下發(fā)光（或者更嚴(yán)格地說(shuō)，電磁輻射）。

因斯布魯克大學(xué)理論物理系的 Farokh Mivehvar 解釋說(shuō)：“現(xiàn)在想象一下，有一個(gè)N原子的集合。當(dāng)這些 N 原子彼此相距很遠(yuǎn)并受到熱激發(fā)時(shí)，它們彼此獨(dú)立輻射，因此發(fā)射光的強(qiáng)度與原子數(shù) N 成正比�！�

系統(tǒng)的非平衡動(dòng)力學(xué)

然而，如果這些原子的位置非常接近，原子天線就會(huì)開(kāi)始相互交談，從而相互同步，從而發(fā)出強(qiáng)度與原子數(shù)的平方一樣的光。

Farokh Mivehvar說(shuō)：“人們可以把這種情況想象成原子形成一個(gè)單一的巨型天線，可以更有效地發(fā)光。因此，原子發(fā)射能量的速度比獨(dú)立原子快N倍。正是這種效應(yīng)被稱為超輻射�！�

在通往超輻射激光器的路上

在他最近發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的著作中，F(xiàn)arokh Mivehvar從理論上考慮了兩個(gè)原子集合，每個(gè)原子集合包含許多原子（N1和 N2），在量子腔內(nèi)。在每個(gè)系團(tuán)中，原子彼此非常接近，可以超輻射地發(fā)光。

Mivehvar說(shuō)：“然而，目前還不清楚這兩個(gè)與兩個(gè)原子系綜相關(guān)的巨型觸角如何同時(shí)發(fā)光”。事實(shí)證明，這是不平凡的�！疤貏e是，我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)巨型天線可以發(fā)光的兩種不同方式。

在第一種方式中，兩個(gè)巨型天線相互配合，形成一個(gè)單一的超巨型天線，發(fā)出超輻射的光更是如此。然而，在第二種方式中，兩個(gè)巨大的天線相互競(jìng)爭(zhēng)，從而抑制了超輻射光發(fā)射。

特別是，當(dāng)兩個(gè)系綜具有相同數(shù)量的原子時(shí)，超輻射光發(fā)射被完全抑制。Farokh Mivehvar說(shuō)：“此外，我們還發(fā)現(xiàn)兩個(gè)巨型天線發(fā)出光的情況，這是前面提到的兩種類型的疊加，具有振蕩特性”。

該模型和預(yù)測(cè)可以在最先進(jìn)的腔/波導(dǎo)量子電動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)和觀察。這些發(fā)現(xiàn)也可能在新一代所謂的超輻射激光器中得到應(yīng)用。

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