離子振動誘導的透明和三體相互作用.pdf

1、線性離子阱為人們提供了豐富多彩的物理模型，如Jaynes-Cummings模型和反Jaynes-Cummings模型等，也是人們產生離子振動非經典態(tài)的主要手段。本碩士學位論文主要基于線性離子阱模型，研究了以下幾個方面的內容：
　　1.發(fā)現(xiàn)了離子振動誘導的光場透明和Autler-Townes分裂現(xiàn)象。用兩束正交的激光束驅動一個囚禁在線性Paul阱中的兩能級離子，其中一束激光沿著阱的軸向，作為控制光，另一束激光沿著垂直于阱軸向的方向，

2、作為探測光。當控制光的頻率調節(jié)到離子躍遷頻率的第一紅邊帶時，離子的內能級和振動能級通過Jaynes-Cummings哈密頓量耦合，并與探測光構成Λ型三能級結構。在這種情況下，探測光的吸收譜中出現(xiàn)透明窗口，這正是離子振動誘導的透明現(xiàn)象，它非常類似于腔誘導的透明現(xiàn)象。而當控制光的頻率調節(jié)到離子躍遷頻率的第一藍邊帶時，兩能級離子和振動能級通過反Jaynes-Cummings哈密頓量耦合。這種情況下整個系統(tǒng)形成V型三能級結構，探測光的吸收譜中出

3、現(xiàn)Autler-Townes分裂現(xiàn)象。
　　2．提出了通過離子間的聲子交換產生離子的三體相互作用的理論方案。在存在多個離子的線性Paul阱中，我們采用兩種不同頻率的激光驅動阱中的3N個離子，其中驅動N個離子的激光頻率接近于離子躍遷頻率ωα的第二紅邊帶，即ωR=ωα-2δ。δ為失諧量，它接近于離子質心運動的振動頻率V，但不等于V。驅動另外2N個離子的激光頻率接近于離子躍遷頻率ωα的第一藍邊帶，即ωB=ωα+δ。通過離子的質心運動，這

4、3N個離子恰好進行了聲子交換，實現(xiàn)了離子的三體相互作用，但質心的運動狀態(tài)沒有改變。利用推廣的James等效哈密頓量方法，我們得到了離子間相互作用的等效哈密頓量。通過選擇離子的初態(tài)，我們可以消除離子間的兩體相互作用，從而獲得只有三體相互作用的等效哈密頓量。
　　3．推廣了James等效哈密頓量方法。James等效哈密頓量方法廣泛地應用于研究大失諧相互作用的量子系統(tǒng)，該方法等效于二階微擾論，但不能用來解決三階或高階微擾論才能處理的物理

5、問題。利用馬爾可夫近似和旋轉波近似，我們將James等效哈密頓量方法推廣到高階情況，可以用于解決更為廣泛的物理問題。采用推廣的James方法，我們不僅解決了上述離子的三體相互作用問題，而且重新推導了近期發(fā)表的兩篇文獻的結果[Physical Review Letters,2016,117(4):043601，Physical Review A,2015,92(2):023842]。結果證明，我們的方法不僅驗證了原來文獻的結論，而且可以給