Atom ze spinem i jądrem

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Atom ze spinem i jądrem"

Monika Kaczmarczyk
5 lat temu
Przeglądów:

1 Atom ze spinem i jądrem

2 Powtórzenie E 3s 2s 3p 2p 3d Ruch w polu ekranowym znosi degenracje ze wzgledu na l 1s Li l

3 Powtórzenie 5 2 P 3/2 F=I+J 5P F= I-J 5 2 P 1/2 struktura subtelna struktura nadsubtelna F=I+J F= I-J

4 Efekt Zeemana H B = µ B (g S S+g L L+g I I) B ~2 ~1 ~0 H IJ ˆ J ˆ I

5 Efekt Zeemana H IJ H B H B H IJ

6 Przykład: spektroskopia atomowa Rb 5 2 P 1/2 87 Rb 85 Rb F=3 87 Rb 85 Rb 87 Rb F=2 F=1 5 2 S 1/2

7 Nasycenie absorpcji Rb v z Kolory dla słabej wiązki

8 Eksperyment 87 Rb F=1 85 Rb F=3 85 Rb F=2

9 i efekt Zeemana B λ/4 Rb v z Kolory dla słabej wiązki

10 Eksperyment 87 Rb F=1 85 Rb F=3 85 Rb F=2

11 Zagadka do domu

12 Pułapka magnetyczna B min

13 Atom chip

14 Spowalnianie atomów Rb v

Zeeman slower Rb B B v http://es1.ph.man.ac.

15 Zeeman slower Rb B B v

16 Magneto Optical Trap

17 Domieszki w ciałach stałych pole krystaliczne o określonej symetrii

18 Symetrie i funkcje falowe atomy swobodne SO(3) domieszki grupy punktowe pod działaniem obrotów E=const S (L=0) - nienaruszone P (L=1) jak wektory D (L=2) jak tensory funkcje falowe transfomują się zgodnie z reprezentacjami macierzowymi grupy itd.

19 Siegman, Lasers Przykład: Cr 3+ :Al 2 O 3

20 Pr 3+ :YSO T 1 ~1ms T 2 ~200ps 606nm

21 Efekty wielofotonowe: polaryzacja nieliniowa

22 Rachunek zaburzeń w obrazie oddziaływania i d dt ψ I(t) =H int (t) ψ I (t) ψ I (T) = ψ I (0) + T 0 dt H int(t) i ψ I (0) + T 0 dt t 0 dt H int(t) i H int (t ) ψ I (0) i

23 Duże odstrojenie 1 H int = Ed 1,0 2 e iωt σ + e iω 10t +H.c. 0 ψ I (t) = ψ I (0) + t 0 dth int (t ) ψ I (0) 0 +c 1 1 c 1 E(ω)d 1,0 2 e i(ω ω 01)t 1 ω ω 10

24 Przejścia wielofotonowe 1 m 0 H int = Ed m,0 2 e iωt σ +0m e iω m0t + Ed 1,m 2 e iωt σ +m1 e iω 1mt +H.c. 1 ψ I Ed m,0 2 e i(ω ωm0)t 1Ed 1,m ω ω m0 2 e i(ω ω 1m)t 1 ω ω 1m Boyd, Nonlinear optics, rozdz. 3

25 Przejścia wielofotonowe 1 m m ψ I Ed m,0 2 e i(ω ωm0)t 1Ed 1,0 ω ω m0 2 e i(ω ω 1m)t 1 ω ω 1m 1 ψ I Ed m,0 2 e i(ω ω m0)t 1 ω ω m0 ( Ed1,0 2 e i(ω ω1m)t ) 1 ω ω 1m Boyd, Nonlinear optics, rozdz. 3

26 Podatność wielofotonowa 1 m c c 1 Ed m,0 2 e i(ω ωm0)t 1Ed 1,0 ω ω m0 2 e i(ω ω 1m)t 1 ω ω 1m d =...+R d 01 c 1 e iω 1,0t Boyd, Nonlinear optics, rozdz. 3 P =...+χ (2) EEe i(ω+ω)t

27 Mnożenie poziomów 1 m c c 1 m Ed m,0 2 e i(ω ωm0)t 1Ed 1,0 ω ω m0 2 e i(ω ω 1m)t 1 ω ω 1m d =...+R d 01 c 1 e iω 1,0t Boyd, Nonlinear optics, rozdz. 3 P =...+χ (2) EEe i(ω+ω)t

28 Mnożenie poziomów 1 m c i f c 1 m Ed m,0 2 e i(ω ωm0)t 1Ed 1,0 ω ω m0 2 e i(ω ω 1m)t 1 ω ω 1m d =...+R d 01 c 1 e iω 1,0t Boyd, Nonlinear optics, rozdz. 3 P =...+χ (2) EEe i(ω+ω)t

29 Mnożenie pól 1 m c c 1 ω E(ω)d m,0 2 e i(ω ω m0)t 1 ω ω m0 d =...+R d 01 c 1 e iω 1,0t E(ω )d 1,0 2 ω e i(ω ω 1m )t 1 ω ω 1m P =...+ ω,ω χ (2) E(ω)E(ω )e i(ω+ω )t

30 Różne konfiguracje 1 1 m m 0 SHG SFG 0 DFG PDC

31 Dopasowanie fazowe P NL ( x,t)=χ (2) E 1 ( x,t)e 2 ( x,t) e i(k 1+k 2 ) x i(ω 1 +ω 2 )t Kiedy taka polaryzacja ośrodka może nadać falę? k 3 nω 3 c Jakie może być maksymalne niedopasowanie? (k 1z +k 2z k 3z )L z <2π (ω 1 +ω 2 ω 3 )T <2π

32 Cienki plasterek k 1, ω 1 P NL E 2 k 3, ω 3 ω 3 =ω 1 + ω 2 k 3 =k 1 + k 2 k 2, ω 2 E=E 1 e ik 1 r iω 1 t e ik 1zz +E 2 e ik 2 r iω 2 t e ik 2zz z

33 Wkład od plasterka z=0 z z=l E=E 1 e ik 1 r iω 1 t e ik 1zz +E 2 e ik 2 r iω 2 t e ik 2zz P NL (z) E 1 E 2 e i(k 1 +k 1 )r i(ω 1 +ω 2 )t e i(k 1z+k 2z )z +... E 3 (z=l)= PNL (z) ǫ 0 e ik 3z(L z) zależność od z: e i(k 1z+k 2z k 3z )z

34 3Wave Mixing k 1, ω 1 k 3, ω 3 ω 3 =ω 1 + ω 2 k 3 =k 1 + k 2 k 2, ω 2 sprawność ~sinc 2 [ kl/2] L k = k 3z -k 1z -k 2z

35 Periodically Poled Crystals Λ E 3

36 W domu 1. wyjaśnić pochodzenie wszystkich linii w eksperymentalnym obrazie absorpcji nasyconej 2. Jaki jest optymalny okres przestrzenny odwrócenia domen Λ do mieszania 3 fal z pewnym k z?

37 Efekty wielofotonowe: życie atomów AC stark shift. Raman. EIT.

38 Lightshift (AC Stark shift) 1 Hint = 2 ( ) 0 Ω Ω 2 0 Potraktujmy to jako stałe zaburzenie E 0 =E (0) V 0 + m 0 =0 0 V m 2 m m 0 Ed m0 2 ω m0 ω

39 Pułapka dipolowa

40 Optical Lattice

Podobne dokumenty

Oddziaływanie atomu z kwantowym polem E-M: C.D.

Oddziaływanie atomu z kwantowym polem E-M: C.D. 1 atom jakoźródło 1 fotonu. Emisja spontaniczna wg. złotej reguły Fermiego. Absorpcja i emisja kolektywna ˆ E( x,t)=i λ Powtórzenie d 3 ω k k 2ǫ(2π) 3 e