Бреггівське розсіювання атомів зустрічними світловими імпульсами, стійке до зміни їхньої площі
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe71.4.283Ключові слова:
атомна оптика, лазерне випромiнювання, бреггiвський перехiд, свiтловий тискАнотація
Метою роботи є теоретичне дослiдження бреггiвських переходiв дворiвневого атома у полi двох пар зустрiчних свiтлових iмпульсiв iз рiзними несучими частотами. Бреггiвськi переходи розглядаються як когерентнi мультифотоннi процеси дифракцiї, у яких за належного налаштування на бреггiвський резонанс iмпульс атома може змiнюватися на 2nhk за один акт розсiювання, тодi як однофотоннi переходи пригнiченi через велику розладнанiсть вiдносно резонансу. Показано, що за такої конфiгурацiї ефективнiсть переходу практично не залежить вiд площi iмпульсiв, що вiдрiзняє її вiд випадку однiєї пари iмпульсiв. Фiзичною основою цього ефекту є майже адiабатична взаємодiя атома з полем, подiбна до взаємодiї з перекривними у часi зустрiчними iмпульсами з нерезонансними несучими частотами (В.I. Романенко, Л.П. Яценко, ЖЭТФ, 2000, Т. 117, № 3, с. 467–475; V.I. Romanenko and L.P. Yatsenko, JETP, Т. 90, № 3, 2000, pp. 407–414). Також показано можливiсть стiйкого до змiни iнтенсивностi розщеплення атомного пучка та формування селективних лазерних дзеркал. Запропонований пiдхiд до керування рухом атомiв може бути застосований для дослiдження iнтерференцiйних явищ в атомнiй оптицi.
Посилання
1. L. Allen, J.H. Eberly. Optical Resonance and Two- Level Atoms (John Wiley and Sons, 1975).
2. V.I. Romanenko, L.P. Yatsenko. Scattering of atoms in a bichromatic field of oppositely propagating light pulses. J. Experimental and Theor. Phys. 90, 407 (2000).
https://doi.org/10.1134/1.559120
3. G. Demeter, G.P. Djotyan, Z. S¨orlei, J.S. Bakos. Mechanical effect of retroreflected frequency chirped laser pulses on two-lovel atoms. Phys. Rev. A 74, 013401 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.74.013401
4. V.I. Romanenko, L.P. Yatsenko. Coherent momentum transfer due to interaction between three-level atoms and counterpropagating laser pulses. J. Experimental and Theor. Phys. 100, 242 (2005).
https://doi.org/10.1134/1.1884666
5. D.M. Giltner, R.W. McGowan, S.A. Lee. Theoretical and experimental study of the Bragg scattering light wave. Phys. Rev. A 52, 3966 (1995).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.52.3966
6. T. Kovachy, S.-w. Chiow, M.A. Kasevich. Adiabatic-rapidpassage multiphoton Bragg atom optics. Phys. Rev. A 86, 011606 (2012),
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.86.011606
7. J. Dalibard, Y. Castin, K. Mølmer. Wave-function approach to dissipative processes in quantum optics. Phys. Rev. Lett. 68, 580 (1992).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.580
8. K. Mølmer, Y. Castin, J. Dalibard. Monte Carlo wavefunction method in quantum optics. JOSA B 10, 524 (1993).
https://doi.org/10.1364/JOSAB.10.000524
9. B. Shore. The Theory of Coherent Atomic Excitation, Vol. 1 (Wiley, 1990).
https://doi.org/10.13182/FST91-A29400
10. V.I. Romanenko. Stimulated Raman adiabatic passage in phase-fluctuating fields. Ukr. J. Phys. 51, 1054 (2006).
11. S. Gu'erin, L.P. Yatsenko, H.R. Jauslin. Dynamical resonances and the topology of the multiphoton adiabatic passage. Phys. Rev. A 63, 031403 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.63.031403
12. S. Gu'erin, H.R. Jauslin. Control of Quantum Dynamics by Laser Pulses: Adiabatic Floquet Theory (John Wiley & Sons, Ltd, 2003) [ISBN: 9780471428022].
https://doi.org/10.1002/0471428027.ch3
13. L.P. Yatsenko, B.W. Shore, N.V. Vitanov, K. Bergmann. Retroreflection-induced bichromatic adiabatic passage. Phys. Rev. A 68, 043405 (2003).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.043405
14. G. Demeter, G.P. Djotyan. Multiphoton adiabatic passage for atom optics applications. J. Opt. Soc. Am. B 26, 867 (2009).
https://doi.org/10.1364/JOSAB.26.000867
15. K. Varga-Umbrich, J.S. Bakos, G.P. Djotyan, Z. S¨orlei, G. Demeter, P.N. Ign'acz, B. R'aczkevi, J. Szigeti, M.A. Kedves. Coherent manipulation of trapped Rb atoms by overlapping frequency-chirped laser pulses: Theory and experiment. Europ. Phys. J. D 76, 70 (2022).
https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-022-00386-7
16. G. Louie, Z. Chen, T. Deshpande, T. Kovachy. Robust atom optics for Bragg atom interferometry. New J. Phys. 25, 083017 (2023).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/aceb15
17. L.D. Landau. Zur Theorie der Energie¨ubertragung II. Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion 2, 46 (1932).
18. C. Zener. Non-adiabatic crossing of energy levels. In: Proc. of the Royal Society of London. Series A 137, 696 (1932).
https://doi.org/10.1098/rspa.1932.0165
19. V.I. Romanenko, N.V. Kornilovska, L.P. Yatsenko. Controlling atomic wave interference by counter-propagating light pulses of different carrier frequencies. Europ. Phys. J. D 79, 9 (2025).
https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-025-00956-5
20. H.J. Metcalf, P. van der Straten. Laser Cooling and Trapping, Graduate Texts in Contemporary Physics (Springer, 1999) [ISBN: 978-0-387-98747-7, 978-0-387-98728-6].
https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1470-0
21. H. Katori, T. Ido, Y. Isoya, M. Kuwata-Gonokami. Magneto-optical trapping and cooling of strontium atoms down to the photon recoil temperature. Phys. Rev. Lett. 82, 1116 (1999).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.1116
22. T. Ido, Y. Isoya, H. Katori. Optical-dipole trapping of Sr atoms at a high phase-space density. Phys. Rev. A 61, 061403(R) (2000).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.61.061403
23. A.D. Ludlow, M.M. Boyd, J. Ye, E. Peik, P.O. Schmidt. Optical atomic clocks. Rev. Mod. Phys. 87, 637 (2015).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
