原子分子光子系统的耗散相互作用和退相干

原子分子系统与量子化的电磁场或光子模式耦合的系统是非相对论量子力学理论研究和实验研究的主要对象和模型. 现实系统必然与外界环境耦合，且即便原子隔绝较好、光学腔壁品质因子足够高，原子系统也不等价于少数几个能级构成的简单模型：它仍然有不为零的几率跃迁到不可控的能级空间、与原子相互作用的自由空间真空场的量子效应也必须考虑. 本文将结合开放量子系统理论的基本要素与原子光子的基本模型，对原子分子系统在电磁场中发生的耗散以及量子退相干过程做简单综述，并重点介绍描述量子系统退相干过程的主流理论工具——主方程.     

新的高分辨率激光光谱学——偏振内调制激励(POLINEX)光谱学

原子和分子光谱的成就,在近代量子理论的建立和发展过程中,起了重大的作用.Bohr的量子论,Schr■ndinger和Heisenberg的量子力学,都和原子光谱的研究密切相关.按照Dirac的相对论量子力学,氢原子的2S1/2和2P1/2能级应该重合.但在1947年,Lamb用射频原子束共振实验发现这一对能级之     

推动人类文明与进步的物理学：量子理论（一）

量子理论是关于微观客体的理论。它基于物质的波粒二象性。在量子力学的基础上建立了原子物理理论、原子核理论和凝聚态物理理论。它统一解释了原子和分子的各种光谱，统一解释了元素周期表，统一解释了各种分子键，统一解释了各种物性、现象，它推动了物理，化学甚至生物学的统一进程。但是它不能处理粒子的产生、湮没等现象。     

具有原子运动的双光子J-C模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究具有原子运动的双光子Jaynes_Cumming模型动力学.给出了该模型中表示原子态变化的量子力学通道，导出了量子互熵和原子约化熵，考察了原子运动及场模结构对量子互熵的影响，以及原子量子力学通道“开启”与“关闭”状态和原子与场纠缠程度的关系.结果表明量子力学通道特性强烈依赖于原子运动、场模结构以及原子与场的纠缠. 关键词： 双光子J_C模型 原子运动 量子互熵 量子约化熵 量子学通道     

诺贝尔物理学奖百年回顾

 （续前期）１９３１年未发奖．１９３２年海森伯（ＷｅｒｎｅｒＨｅｉｓｅｎｂｅｒｇ１９０１－１９７６）因创立量子力学和应用该理论发现氢的同素异形体,获得了１９３２年度诺贝尔物理学奖．１９２５年,海森伯利用矩阵代数,建立了一套量子力学理论体系,这就是量子理论中的矩阵力学．７月２９日,他写成了《关于解释运动学和力学的量子理论》,标志着量子力学的正式创立,这一天也被称为“量子力学诞生日”．当时,许多物理学家都认为经典力学规律不可能正确地应用于原子中的高速运动,需要用新的思想来解释原子和分子中的微观过程．     

多能级原子的量子跳跃与连续量子测量

研究了多能级原子的量子跳跃行为,构造出多能级原子系统光学Block方程的形式解．证明了Mollow的纯态描述理论不适用于多能级原子,为此,发展了混合态描述理论,得出了多能级原子的重置密度矩阵为混合态的结论．最后,讨论了多能级原子的量子跳跃与连续量子测量的联系． 关键词：     

拓扑反能带理论

<正>1拓扑能带理论能带理论是量子力学在固体材料中的一次伟大应用,催生了半导体和半导体激光等发明,促进了第三次工业革命。根据量子力学,我们知道原子中的电子只能处于离散的能级。如果原子之间的距离很远,那么电子被束缚在各自的原子核附近,原子系综存在大量的相互独立的简并能级。     

双光子Jaynes-Cummings模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究双光子JaynesCummings模型动力学.给出了表示原子态变化的量子力学通道,导出了量子互熵和原子约化熵,考察了初始场的位相相干性和原子能级的斯塔克位移对量子互熵的影响.结果表明:量子互熵周期性地演化,量子力学通道周期性地将原子初态的信息传送到终态,量子力学通道和量子互熵的特性依赖于初始场的位相相干性及原子能级的斯塔克位移. 关键词：     

非对易相空间中的狄拉克振子的能级和Wigner函数

非对易几何、弦论和圈量子引力理论的发展,使非对易空间受到越来越多的关注.非对易量子理论不同于平常的量子理论,它是弦尺度下的特殊的物理效应,处理非对易量子力学问题需要特殊方法.本文首先介绍了Moyal方程与Wigner函数,利用Moyal-Weyl乘法与Bopp变换将H(x,p)变换成^H(^x,^p),考虑坐标—坐标、动量—动量的非对易性,实现对非对易相空间中星乘本征方程的求解.并利用非对易相空间量子力学的代数关系,讨论了非对易相空间中狄拉克振子的Wigner函数和能级,研究结果发现非对易相空间中狄拉克振子的能级明显依赖于非对易参数.     

双原子分子振动能谱与离解能的精确研究

代数方法(AM)的建立解决了实验方法和精确量子力学理论方法难以获得双原子分子的包含最高振动能级在内的所有高阶振动能级的精确数值这一问题.基于LeRoy与Bernstein的工作,孙卫国等又建立了精确计算双原子分子离解能的新解析表达式.应用新公式和代数方法(AM),研究了一些双原子分子部分电子态的振动能谱和分子离解能,获得了与实验值符合非常好的理论结果.该方法在理论上提供了获得双原子分子完全振动能谱和精确分子离解能的物理新方法.     

高能物理学de发展及其展望

 高能物理学、亦称粒子物理学,是在原子、原子核和宇宙线的研究中诞生的.在原子的研究中发现了电子和光子,建立了量子力学和量子电动力学.量子电动力学是一种最简单的量子规范场论.以后提出的量子非阿贝耳规范场论是当前粒子物理基本理论的基础.在原子核的研究中发现了质子和中子,并且发现:除了二十世纪以前发现的万有引力相互作用和电磁相互作用以外,自然界还存在着另外两种基本相互作用:强相互作用和弱相互作用.     

量子理论的诞生和发展—从量子论到量子力学

简要叙述,从普郎克1990年首次对电磁波提出量子假设到狄拉克1928年对电子提出相对论性方程这段时间内,量子理论特别是量子力学诞生和发展的演化过程,内容分墨体辐射和量子假设;老量子论的兴与衰;第一条通向量子力学的路－对应原理,包括矩阵力学,狄拉克q－数;第二条通向量子力学的路－波粒二象性,波动力学;以及量子力学初步成长（指1927年的表象理论、不确定关系、氮原子及氢分子和1928年的狄拉克相对性电子理论）五个部分。     

用玻尔理论统一处理氢原子、电子偶素和氦原子基态能级

用玻尔氢原子理论处理氢原子和电子偶素基态的方法,在假定了氦原子基态的经典模型后,给出了氦原子基态能级和半径,并与实验和量子力学变分法计算的结果作比较,说明玻尔氢原子理论对氦原子基态能级的计算有一定的意义.     

两模腔中的参量上转换和下转换

提出了一种通过建立双线性二次哈密顿量在量子腔中实现参量上转换和下转换的方案.通常在非线性过程中,介质本身不参与能量的净交换,但光波频率可以发生转换的作用称为参量转换作用.此方案建立在一个四能级原子同时与两经典场和两量子场相互作用的基础上,理论属于非线性光学四波混频范畴.将原子制备在合适的能级上,经典光场与相应的能级发生共振,而同时量子光场与相应的能级产生大失谐相互作用,在强相互作用区域内,原子和腔场失耦合,进而实现腔模的参量转换.根据所制备初始能级的不同以及光场激发能级的差异,分别实现了参量上转换和参量下转换.在利用参量下转换制备压缩算符后,对实验的可行性进行了讨论,并且给出了理论值.结果表明：在级联三能原子中采用一个级联双光子过程代替了原来的两个偶极禁戒跃迁间的经典驱动,可以保证高的不同频率之间的转换效率,并且用于光的量子操控和量子信息处理.     

量子理论的诞生和发展——从量子论到量子力学

简要叙述 ,从普朗克 190 0年首次对电磁波提出量子假设到狄拉克 192 8年对电子提出相对论性方程这段时间内 ,量子理论特别是量子力学诞生和发展的演化过程 .内容分黑体辐射和量子假设 ;老量子论的兴与衰 ;第一条通向量子力学的路———对应原理 ,包括矩阵力学 ,狄拉克的q -数 ;第二条通向量子力学的路———波粒二象性 ,波动力学 ;以及量子力学初步成长 (指 192 7年的表象理论、不确定关系、氦原子及氢分子和 192 8年的狄拉克相对性电子理论 )五个部分 .     

超导量子比特中的量子跳跃方法

量子力学自建立以来很长一段时间被当作是描述系综运动的理论。但是上世纪80年代对囚禁离子和原子的研究观测到了量子跳跃现象,迫使人们发展了一些能够用于单量子系统的方法,其中之一就是量子跳跃方法。本文总结了我们近来把量子跳跃方法应用到以约瑟夫森隧道结为基础的超导量子比特的工作。我们不但实验观测到宏观量子系统中的量子跳跃,还可以利用量子跳跃现象来研究固体中普遍存在的两能级系统及其引起的超导量子比特中的退相干。     

两模腔中的参量上转换和下转换

提出了一种通过建立双线性二次哈密顿量在量子腔中实现参量上转换和下转换的方案.通常在非线性过程中,介质本身不参与能量的净交换,但光波频率可以发生转换的作用称为参量转换作用.此方案建立在一个四能级原子同时与两经典场和两量子场相互作用的基础上,理论属于非线性光学四波混频范畴.将原子制备在合适的能级上,经典光场与相应的能级发生...     

超导量子比特中的量子跳跃方法

量子力学自建立以来很长一段时间被当作是描述系综运动的理论.但是上世纪80年代对冈禁离子和原子的研究观测到了量子跳跃现象,迫使人们发展了一些能够用于单量子系统的方法,其中之一就是量子跳跃方法.本文总结了我们近来把量子跳跃方法应用到以约瑟夫森隧道结为基础的超导量子比特的工作.我们不但实验观测到宏观量子系统中的量子跳跃,还可以利用量子跳跃现象来研究固体中普遍存在的两能级系统及其引起的超导量子比特中的退相干.     

用玻尔理论统-处理氢原子、电子偶素和氦原子基态能级

用玻尔氢原子理论处理氢原子和电子偶素基态的方法，在假定了氦原子基态的经典模型后，给出了氦原子基态能级和半径，并与实验和量子力学变分法计算的结果作比较，说明玻尔氢原子理论对氦原子基态能级的计算有一定的意义．     

突破原子基石论 人类认识深入到微观世界（下）——一科学发展的人文历程漫话之十二

论述了突破原子基石论、建立经典量子理论之后,人类认识深入到微观世界的曲折过程及思想观念的艰难转变,包括微观粒子二象性的发现、微观粒子运动规律的发现、有关量子力学问题的世纪争论、量子关联性的发现．