Digabung Osilator Mekanis Kuantitatif

Osilator mekanis terkali gabungan Diterbitkan: 10 Maret 2011 Kenton R. Brown. Christian Ospelkaus Yves Colombe. Andrew C. Wilson. Dietrich G. Leibfried. David J. Wineland Osilator harmonik adalah salah satu sistem fisik yang paling sederhana namun juga salah satu yang paling mendasar. Ini ada di mana-mana, sering berfungsi sebagai perkiraan untuk sistem yang lebih rumit atau sebagai blok bangunan untuk model yang lebih besar. Realisasi osilator harmonik dalam rezim kuantum meliputi medan elektromagnetik dalam rongga 1 3 dan mode mekanik dari atom yang terperangkap 4 atau padat makroskopis 5. Interaksi yang terkuantisasi antara dua mode gerakan ion terperangkap seseorang telah dicapai dengan menggabungkannya melalui bidang optik 6 , Dan gerakan terjerat dua ion di lokasi yang terpisah telah dicapai secara tidak langsung melalui keadaan internal mereka 7. Sampai saat ini, kopling terkontrol langsung antara osilator mekanik terkuak yang diadakan di lokasi terpisah belum direalisasikan. Disini kita menerapkan kopling ini melalui interaksi saling Coulomb terhadap dua ion yang tersimpan dalam potensi perangkap yang dipisahkan oleh 40 um. Dengan menyetel sumur yang membatasi ke resonansi, energi dipertukarkan di antara ion-ion pada tingkat beberapa kuanta, yang membuat kopling gerak koheren langsung dimungkinkan untuk ion yang terjebak secara terpisah. Sistem ini menunjukkan blok bangunan untuk pemrosesan informasi kuantum dan simulasi kuantum. Secara lebih luas, karya ini adalah prekursor alami untuk melakukan percobaan ke sistem kuantum hibrida, seperti menggabungkan ion yang terperangkap ke osilator mekanik atau elektrik makroskopik terkuantisasi 8 12. Download kuantisasi PaperSecond adalah teknik yang ampuh untuk menggambarkan proses mekanika kuantum dimana jumlah Eksitasi partikel tunggal tidak dilestarikan. Contoh buku teks kuantisasi kedua adalah presentasi osilator harmonik sederhana dalam hal operator penciptaan dan pemusnahan, yang masing-masing mewakili penambahan atau penghapusan kuanta energi dari osilator. Tujuan kami dalam artikel ini adalah untuk memperkuat contoh buku teks ini. Dengan demikian, kita mengeksplorasi fisika dari osilator terkalikan kedua. Eksplorasi ini diungkapkan sebagai masalah nilai eigen yang bisa dipecahkan, struktur matematis yang menyediakan kerangka kerja untuk pemahaman fisik. Contoh yang kami sajikan dapat digunakan untuk meningkatkan pembahasan osilator harmonik terkuak kedua di kelas, untuk menghubungkan ke fisika klasik osilator gabungan, dan untuk mengenalkan siswa dengan sistem yang digunakan di garis depan penelitian fisika kontemporer. Referensi Lihat buku teks mekanika kuantum sarjana atau pascasarjana, seperti R. Liboff, Mekanika Kuantum Pengantar (Addison-Wesley, Amerika Serikat, 2002), Bab. 7. Google Scholar F. A. Berezin, Metode Kuantisasi Kedua (Academic Press, United States, 1966). Google Scholar L. I. Schiff, Mekanika Kuantum (McGraw-Hill Education, Amerika Serikat, 1968). Google Scholar C. C. Gerry dan P. L. Knight, Introductory Quantum Optics (Cambridge U. P. Cambridge. 2008), Bab. 7. Google Scholar S. T. Thornton dan J. B. Marrion, Dinamika Klasik dari Partikel dan Sistem (Brooks and Cole, Amerika Serikat, 2003). Google Scholar E. Merzbacher, Mekanika Kuantum. Edisi ke 2 (John Wiley and Sons, New York, 1997), Chap. 15, Sec. 9. Google Scholar Perpindahan yang lebih umum, yang bisa menterjemahkan momentum dan juga posisi, dapat didefinisikan dengan anggapan menjadi bilangan kompleks. Pemerasan yang lebih umum, yang dapat menekan momentum dan posisi, dapat didefinisikan dengan anggapan sebagai bilangan kompleks. N. Imoto, H. A. Haus, dan Y. Yamamoto, pengukuran nondemolasi kuantum dari jumlah foton melalui efek Kerr optik, Phys. Pendeta A 32. 2287 2292 (1985). Doi. org10.1103PhysRevA.32.2287 Google Scholar CrossRef N. Mavalvala, D. E. McClelland, G. Mller, D. H. Reitze, R. Schnabel, dan B. Willke, Laser dan optik: Melihat ke generasi ketiga gelombang gravitasi detektor, Gen Relativ. Gravit. 43. 569 592 (2011). Doi. org10.1007s10714-010-1023-3 Google Scholar CrossRef J. Chan, TP Mayer Alegre, AH Safavi-Naeini, JT Hill, A. Krause, S. Groblacher, M. Aspelmeyer, dan O. Pelukis, pendinginan Laser Sebuah osilator nanomekanis ke dalam keadaan kuantumnya, Nature 478. 89 92 (2011). Doi. org10.1038nature10461 Google Scholar CrossRef. CAS S. Groblacher, K. Hammerer, M. R. Vanner, dan M. Aspelmeyer, Pengamatan kopling kuat antara resonator mikromekanik dan bidang rongga optik, Alam 460. 724 727 (2009). Doi. org10.1038nature08171 Google Scholar CrossRef Z. Y. Ou dan L. Mandel, Pelanggaran terhadap ketidaksetaraan Bells dan probabilitas klasik dalam eksperimen korelasi dua foton, Phys. Pendeta Lett. 61. 50 53 (1988). Doi. org10.1103PhysRevLett.61.50 Google Scholar CrossRef J. D. Thompson, B. M. Zwickl, A. M. Jayich, F. Marquardt, S. M. Girvin, dan J. G. E. Harris, Kopling dispersif yang kuat dari rongga dengan kemantaman tinggi ke membran mikromekanis, Alam 452. 72 75 (2008). Doi. org10.1038nature06715 Google Scholar CrossRef. CAS M. Bhattacharya, H. Uys dan P. Meystre, perangkap Optomechanical dan pendinginan cermin reflektif sebagian, Phys. Pendeta A 77. 033819 1 033819 12 (2008). Doi. org10.1103PhysRevA.77.033819 Google Scholar CrossRef C. Biancofiore, M. Karuza, M. Galassi, R. Natali, P. Tombesi, G. Di Giuseppe, dan D. Vitali, Dinamika kuantum rongga optik digabungkan ke yang tipis. Membran semitransparan: Pengaruh penyerapan membran, Phys. Pendeta A 84. 033814 1 033814 12 (2011). Doi. org10.1103PhysRevA.84.033814 Google Scholar CrossRef J. B. Hertzberg, T. Rocheleau, T. Ndukum, M. Savva, A. A. Clerk, dan K. C. Schwab, Pengukuran evakuasi gerakan gerak nano, Nat. Fisik. 6. 213 217 (2010). Doi. org10.1038nphys1479 Google Scholar CrossRef. CAS T. Brougham, G. Chadzitaskos, dan I. Jex, Desain transformasi dan Hamiltonians nonlinier, J. Mod. Optik 56. 1588 1597 (2009). Doi. org10.108009500340903194633 Google Scholar CrossRef 2013 American Association of Physics Teachers.