The Budapest Quantum Optics Group

Previous Next


Elimination of the A2 problem from cavity quantum electrodynamics

András Vukics

(Department of Quantum Optics and Quantum Information, Institute for Solid State Physics and Optics, Wigner Research Centre for Physics, Hungarian Academy of Sciences)

Time: Tue Feb 25 10:00:00 2014
Location: Building 1, Room 114, Auditorium

Ismeretes, hogy a fény–anyag-kölcsönhatás Coulomb-mértékbeli ab inito leírásában megjelenik egy problematikus, a vektorpotenciál négyzetét tartalmazó tag. A gyakorlatban az esetek nagy részében, amikor az atomok sűrűsége elegendően kicsiny, ez a tag elhagyagolható, és az így kapott modellek (pl. a Jaynes–Cummings-modell) akár kvantitatívan is jól írják le a megfigyelhető jelenségeket. Vannak azonban olyan szituációk, amikor a rendszer kvalitatív viselkedése is kérdésessé válik e tag jelenléte miatt. Ilyen példa a Dicke-modell, ahol az elméletileg jósolt szuperradiáns fázisátalakulás léte teljesen a használt effektív modell érvényességén múlik.

Ezen előadásban főként egy nemrégiben megjelent PRL cikkünk eredményeit és előzményeit mutatom be, amelyben megmutattuk, hogy a rezonátoros kvantumelektrodinamika felépíthető egy olyan Hamilton-operátorra, amely eliminálja az A-négyzetes tag problémáját. A Coulomb-mértékből kiindulva egy olyan kanonikus transzformációt vezetünk be, amely nyilvánvalóvá teszi, hogy az A-négyzetes tagot egzaktul kompenzálja az atomok közötti dipóldipól-kölcsönhatást leíró tag. Ebből következik többek között, hogy elvben semmi sem zárja ki a szuperradiáns fázisátalakulás megvalósíthatóságát atomi dipólokkal egy optikai rezonátor elektromágneses mezejében.

Röviden vázolom továbbá munkám két másik irányának, az optikai bistabilitás kis atomi mintákra való alkalmazásának illetve a C++QED szimulációs keretrendszer fejlesztésének recens fejleményeit.