2015

Изучение специфики простейших нелинейно-спектроскопических явлений в двухуровневой системе в поле с состоянием типа «кошки Шредингера»

Исследована резонансная флуоресценция двухуровневого атома, помещённого в неклассическое поле, находящееся в суперпозиции когерентных состояний. В приближении сильного поля найдено стационарное состояние системы, а также вычислен спектр резонансной флуоресценции атома и проведено его сравнение с известной обычной ситуацией, когда поле, с которым взаимодействует атом, является классическим.

Исп.: Л.В Ильичев, В.А. Томилин

Публикации:

1. Tomilin V. A., Il’ichov L. V. The Stationary Resonance Fluorescence of a Two-Level Atom in a Cat-State Field // Optics Communications 375:38-42.·September 2016.

Расчёт по точным формулам классической механики относительной разности транспортных частот столкновений для ионов при их столкновениях с нейтральными частицами

Исследован механизм сепарации химических элементов и изотопов в атмосферах химически пекулярных звёзд (СР-звезды), обусловленный эффектом светоиндуцированного дрейфа (СИД) ионов. Эффективность процессов сепарации под действием СИД пропорциональна относительной разности транспортных частот столкновений ионов тяжёлых элементов, находящихся в основном и возбуждённом состояниях, с нейтральными буферными частицами (водородом и гелием). По известным потенциалам взаимодействия и по точным формулам классической механики численно рассчитана относительная разность транспортных частот столкновений для ионов Be⁺, Mg⁺, Ca⁺, Sr⁺, Cd⁺, Ba⁺, Al⁺ и C⁺, находящихся в атомарном водороде. Расчёты показали, что при температурах T = 7000-20000 K, характерных для атмосфер СР-звёзд, для относительной разности транспортных частот столкновений ионов достигаются значения 0.1-0.4. При такой относительной разности транспортных частот столкновений скорость СИД ионов в атмосферах холодных CP-звёзд (T<10000 K) может достигать значений 0.1 см/c. Это означает, что сепарация химических элементов под действием СИД ионов в условиях атмосфер холодных СР-звёзд может быть на порядок более эффективна по сравнению с сепарацией, обусловленной световым давлением. В атмосферах более горячих звёзд (20000 K > T > 10000 K) можно ожидать примерно одинаковую величину проявления эффектов СИД и светового давления. В очень горячих звёздах (T > 20000 K) эффект СИД проявляется очень слабо.

Исп.: А.И. Пархоменко, А.М. Шалагин

Публикации:

1. Пархоменко А. И., Шалагин А. М. Проявление эффекта светоиндуцированного дрейфа в атмосферах CP-звезд. (подготовлена к печати)

Разработка и создание установки для двухфотонного (780 нм + 480 нм) возбуждения атомов рубидия в ридберговские состояния излучениями непрерывных лазеров. Частоты возбуждающих излучений будут задаваться прецизионной системой имеющей точность на уровне 2 МГц

В 2015 году была создана установка для двухфотонного возбуждения атомов рубидия в ридберговские состояния непрерывными излучениями с длинами волн 780 нм и 480 нм и выполнены первые эксперименты. Возможности установки были протестированы в экспериментах по ридберговскому возбуждению атомов рубидия при комнатной температуре в режиме резонансов электромагнитно-индуцированной прозрачности (ЭИП). Схема важных для этого эксперимента уровней атомов ⁸⁷Rb представлена на Рис.1.

Рис. 1. Схема рабочих уровней атомов ⁸⁷Rb в эксперименте по регистрации резонансов ЭИП. Справа указаны величины сверхтонкого расщепления в МГц и длины волн возбуждающих излучений, слева – угловые моменты сверхтонких состояний и конфигурации атомных уровней.

Рис.2. Резонанс электромагнитно-индуцированной прозрачности (ЭИП) при ступенчатом возбуждении атомов ⁸⁷Rb на переходах 5S_1/2 (F_g = 2) -> 5P_3/2 (F = 3) -> 38S_1/2 (F = 2). Частотные шкалы указаны для второй гармоники длиной волны 480 нм. a – ЭИП резонанс, зарегистрированный при модуляции интенсивности 480 нм. b: original – дисперсионный контур ЭИП резонанса, зарегистрированного при частотной модуляции излучения 780 нм; integral – результат интегрирования дисперсионного контура.

Исп.: П.Л. Чаповский

Публикации:

1. Рябцев И.И., Тайченачев А.В., Чаповский П.Л. и др., Лазерное охлаждение атомов для применений в квантовой информатике и метрологии // Вестник РФФИ, №4 (88) октябрь – декабрь 2015, С. 29–41.

2. Ильичёв Л. В., Чаповский П. Л. Декогеренция атомарного конденсата в двухъямной ловушке при оптическом зондировании // Письма в ЖЭТФ, 2015, т.102, вып.1. C.18–22. Баз.Программа II.10.2. Тема 10.2.2

Численное моделирование нелинейных оптических явлений в спектроскопии однонаправленных волн

Методом численного моделирования исследованы физические процессы, формирующие резонансы насыщенного поглощения в поле однонаправленных волн. Впервые обнаружена пиковая структура резонанса насыщенного поглощения на переходе между невырожденными состояниями атома в газовой среде (инверсия). Условия реализации пиковой формы резонанса насыщенного поглощения определяются соотношением скоростей распада нижнего и верхнего состояний на третьи уровни, а его ширина, - скоростью релаксации нижнего долгоживущего состояния.

Исп.: Э.Г. Сапрыкин, А.М. Шалагин

Публикации:

1. Сапрыкин Э.Г., Черненко А.А., Шалагин А.М. Роль спонтанного испускания по рабочему переходу в спектроскопии пробного поля двухуровневых систем // ЖЭТФ, 2016, том 150, вып. 2 (8), стр. 238–245.

Исследование магнито-оптических резонансов в оптических ячейках с антирелаксирующим покрытием для атомов со сверхтонкой структурой внутри доплеровского конура линии (на примере атома калия)

Разработана модель взаимодействия поляризованнного излучения в оптических ячейках с антирелаксирующим покрытием стенок для исследования светоиндуцированной прозрачности (СИП). Эта модель применялась для разных кофигураций формирования СИП и разной эффективности оптической накачки, которая зависит от характеристик покрытия и энергетической структуры атомов. Она была апробирована в исследовании СИП с вырожденными Зеемановскими подуровнями в 39K D1 и Cs D2 линиях, которые демонстрируют почти пренебрежимую и относительно сильную оптическую накачку сверхтонкой структуры соответственно. Результаты сравнивались с экпериментальными данными, показывая хорошее согласие; в частности, в случае 39K D1 линии, контраст резонанса СИП остается высоким и в ячейках с антирелаксирующим покрытием. Это объясняется эффективной компенсацией оптической накачки при сверхтонком расщеплении сравнимого с доплеровским уширением линии.

Исп.: К.А. Насыров

Публикации:

1. Nasyrov K., Entin V., Nikolov N., Petrov N., Cartaleva S. Simple method for characterization of anti-relaxation coating of optical cells // Proc. SPIE, 9447-944704, January 8, 2015.
2. Насыров К.А. Метод расчета резонансов в ячейках с антирелаксирующим покрытием высокого качества // Автометрия, т.51,№2, с. 71-76, 2015.
3. Nasyrov K., Gozzini S., Lucchesini A., Marinelli C., Gateva S., Cartaleva S., Marmugi L. Anti-relaxation coatings in coherent spectroscopy: theoretical investigation and experimental test  // Phys. Rev.A, 2015, v. 92. P. 043803.