重审具有时变耦合的Jaynes-Cummings模型
Jaynes-Cummings(JC)模型作为研究光-物质相互作用的全量子化基础框架,恰逢其时地反映了量子理论百年发展。时变Jaynes-Cummings(TDJC)模型通过引入参数的时间依赖性,通常需要数值求解方法。但在共振条件下,该模型可获得解析解,从而揭示多种物理情境的内在机制。该工作研究了考虑原子-场耦合不同调制形式的共振TDJC模型,通过教学推导方式呈现模型并建立解析解,借此探究时变耦合对原子布居数反转及原子-场纠缠的影响。研究人员还考察了原子穿越部分冷却腔体的情形,该场景会诱导周期性现象,并揭示原子运动与热涨落的联合效应。通过布洛赫矢量分析系统动力学(包括原子态纯度),研究发现:振荡耦合会导致原子偶极矩与场对齐,而增加初始平均热光子数则会产生原子布居数囚禁现象。
