K β x 射线发射光谱是分析 3 d 过渡金属系统电子结构及其超快动力学的有力探针。选择性增强特定光谱区域将提高这种灵敏度并提供全新的见解。最近,我们报道了使用 x 射线自由电子激光观察和分析了 Mn 溶液中 K α 放大的自发 x 射线发射以产生 1 s 芯空穴粒子数反转 [Kroll 等人,Phys. Rev. Lett. 120,133203 (2018) ]。要将这种新方法应用于化学上更敏感但更弱的 K β x 射线发射线,需要一种机制来胜过 K α 发射的主导放大。本文报告了使用两种颜色的 x 射线自由电子激光脉冲对 NaMnO 4 溶液中种子放大 K β x 射线发射的观察结果,一种用于产生 1 s 核心空穴粒子数反转,另一种用于种子放大 K β 发射。将观察到的种子放大 K β 发射信号与相同立体角中的传统 K β 发射信号进行比较,我们获得了超过 10 5 的信号增强。我们的发现是增强和控制 K β 光谱选定最终状态的发射的第一步,可应用于化学和材料科学。
激光:激光原理 – 自发辐射和受激发射 – 爱因斯坦系数 – 粒子数反转和激光作用 – 光学谐振器(定性)- 激光类型 – Nd:YAG、CO 2 激光、GaAs 激光 – 激光的工业和医疗应用;光纤:光纤中光的原理和传播 – 数值孔径和接受角 – 基于材料的光纤类型、折射率分布、传播模式(单模和多模光纤)- 光纤衰减的定性思想 - 光纤的应用 - 光纤通信(示意图)、有源和无源光纤传感器、内窥镜
激光:激光原理 – 自发辐射和受激发射 – 爱因斯坦系数 – 粒子数反转和激光作用 – 光学谐振器(定性)- 激光类型 – Nd:YAG、CO 2 激光、GaAs 激光 – 激光的工业和医疗应用;光纤:光纤中光的原理和传播 – 数值孔径和接受角 – 基于材料的光纤类型、折射率分布、传播模式(单模和多模光纤)- 光纤衰减的定性思想 - 光纤的应用 - 光纤通信(示意图)、有源和无源光纤传感器、内窥镜
[11],文献中缺乏关于 ICL 器件性能如何依赖于层结构参数变化的讨论和研究,这可能使一些人持怀疑态度。通过对源电池和基底进行非常稳定的温度控制,可以将结构偏差降至最低。即便如此,由于 ICL 结构中采用的 III - V 族材料范围以及生长它所需的时间长度,合金成分和层厚度的一些意外变化是不可避免的。在本文中,通过研究由两个结构无意中与设计有很大偏差的 ICL 晶圆制成的器件,我们评估了器件性能特征在多大程度上能够承受无意的结构变化。此外,我们证明即使与设计有很大偏差,器件性能仍然可以相当好。需要注意的是,我们报告的 ICL 耐久性并不一定适用于 QCL,因为 QCL 的快速声子散射时间在皮秒量级(甚至更短)。由于这与载流子带内渡越时间相当,因此 QCL 中的粒子数反转条件更具挑战性。相比之下,对于 ICL,带间跃迁时间在纳秒量级 - 比导带或价带中的声子散射时间和带内渡越时间长三个数量级。因此,ICL 中的两个带间跃迁态之间可以很好地建立粒子数反转,而不必像 QCL 那样依赖于不同带内状态之间微妙的能级排列和快速声子介导的耗尽效应
使用包含时空自由度的正交基,我们开发了用于量子光学的 Wigner 函数理论,作为 Moyal 形式主义的扩展。由于时空正交基涵盖所有量子光学状态的完整希尔伯特空间,因此它不需要分解为离散希尔伯特空间的张量积。与此类空间相关的 Wigner 函数成为函数,运算由函数积分(星积的函数版本)表示。由此产生的形式主义使时空自由度和粒子数自由度都相关的场景的计算变得易于处理。为了演示该方法,我们为一些众所周知的状态和算子计算了 Wigner 函数的示例。
在初级原子铯喷泉钟的不确定性预算中,对超精细时钟跃迁的频率牵引偏移的评估,迄今为止都是基于为铯束钟开发的方法,这种偏移是由其附近跃迁的意外激发(拉比和拉姆齐牵引)引起的。我们重新评估了喷泉钟中的这种频率牵引,并特别关注了初始相干原子态的影响。我们发现,由于亚能级粒子数不平衡和初始原子基态的状态选择超精细分量中的相应相干性,拉姆齐牵引导致的频率偏移显著增强。在原子喷泉钟中对此类偏移进行了实验研究,并证明了与模型预测的定量一致性。
摘要:本文给出了二能级半导体量子点系统的解析解,讨论了从激发态(α 12 ,α 21 )的光子辐射跃迁和声子无辐射跃迁的速率、纯失相过程的速率(γ)、失谐参数()和拉比频率(),以及原子占据概率(ρ 11 (t)和ρ 22 (t))、原子粒子数反转(ρ z (t))、纯度(PA (t))、冯·诺依曼熵(S (t))和信息熵(H (σ x )、H (σ y )和H (σ z ))。对于α 12 、α 21 、γ 和的一些特殊情况,我们清楚地观察到所有曲线上出现了长寿命量子相干现象。此外,纯度曲线中的衰减现象非常明显,可以通过改变α 12 ,α 21 和γ的值来简单控制。
量子速度极限 (QSL) 何时才是真正的量子?虽然 QSL 时间的消失通常表示经典行为的出现,但目前仍未完全了解经典性的哪些方面是这种动力学特征的起源。在这里,我们表明 QSL 时间的消失(或量子速度的发散)可以追溯到量子可观测量不确定性的降低,因此可以理解为这些特定可观测量出现经典性的结果。我们通过为经历一般高斯动力学的连续变量量子系统开发 QSL 形式来说明这种机制。对于这些系统,我们表明导致 QSL 时间消失的三个典型场景,即大压缩、小有效普朗克常数和大粒子数,可以从根本上相互联系。相反,通过研究开放量子系统和混合态的动力学,我们表明由于添加经典噪声而导致状态不相干混合而出现的经典性通常会增加 QSL 时间。
热力学系统通常保存能量和粒子数等量(称为电荷)。通常假设电荷相互交换。然而,不确定性关系等量子现象依赖于可观测量的交换失败。非交换电荷如何影响热力学现象?这个问题在量子信息理论和热力学的交叉点上出现,最近传遍了多体物理学。电荷的非交换已被发现会使热态形式的推导无效,减少熵的产生,与本征态热化假设相冲突等等。本期观点调查了非交换电荷量子热力学的主要成果、机会和相关工作。未解决的问题包括一个概念难题:有证据表明,非交换电荷可能在某些方面阻碍热化,而在其他方面增强热化。