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《耗散系統(tǒng)中原子與場熵交換的條件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第32卷第6期天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報Vo1．32No．62013年12月JoURNALoFTIANJINPoLYTECHNICUNIVERSITYDeeember2013耗散系統(tǒng)中原子與場熵交換的條件岳轉(zhuǎn)林，閆學(xué)群(天津工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，天津300387)摘要：研究了耗散場腔中，二能級原子與單模輻射場在相互作用過程中熵的關(guān)聯(lián)情況．結(jié)果表明：原子與耗散場之間存在熵交換現(xiàn)象，更重要的是證明了它們之間的熵交換需要滿足一定的條件．關(guān)鍵詞：耗散系統(tǒng)；耗散腔；原子與場；熵交換中圖分類號：0413．1文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1671—024X(2013)0
2、6—0081—04ConditionforentropyexchangebetweenatomandfieldindampedsystemYUEZhuan—lin．YANXHe—qun(SchoolofScience，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China)Abstract：Theentropyexchangebetweenatow—levelatomandasingle-moderadiationfieldisstudiesinadampedsystem．Theresults
3、showthatthereisanentropyexchangephenomenonbetweenatomandfield．Especially，itisprovethatthereisaconditionforentropyexchangebetweenatomanddampedfield．Keywords：dampedsystem；dampedfield；atomandfiled；entropyexchange熵交換可以說明量子系統(tǒng)由純態(tài)變?yōu)榛旌蠎B(tài)時的劉維方程進行精確求解，計算原子與耗散場約化損失的有效信息．Jaynes—Cumm
4、ings(J—C)模型是一種熵，并利用數(shù)值結(jié)果討論原子與耗散場的熵交換條件．描述原子與場相互作用的理想量子動力學(xué)模型]．因而，該模型中原子與場相關(guān)聯(lián)的熵演化現(xiàn)象已經(jīng)成為1理論計算量子信息學(xué)的研究熱點．Phoenix等研究了純態(tài)下原子與場相關(guān)聯(lián)的熵演化現(xiàn)象，并證明原子與場兩子量子系統(tǒng)的熵定義為：系統(tǒng)的約化熵在演化過程中始終相等．之后，很多科s=一(ln，；)(1)學(xué)家對原子與場處于混合態(tài)時的狀況進行了深入研式中：為給定量子系統(tǒng)的密度算符．令玻爾茲曼常數(shù)究．Boukobza等㈣發(fā)現(xiàn)原子與場的初態(tài)均處于混合態(tài)時，它們的約化熵不一定相等，并在
5、一定條件下發(fā)生為1，密度算符，；可以寫成矩陣形式，容易計算出它的熵交換，兩者之間出現(xiàn)反相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象【l0I．文獻[11】研本征譜為j．因此熵可以寫成：究了非線性強度相關(guān)耦合的J—C模型中的熵關(guān)聯(lián)現(xiàn)S：一∑A1nA(2)象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)熵交換只與原子和場的初始態(tài)選擇有關(guān)，與場的非線性量和非線性耦合系數(shù)均無關(guān)．然而這些為了研究原子與場之間的熵關(guān)聯(lián)，必須計算出原研究忽略了場腔的耗散對子系統(tǒng)熵交換的影響_12】．在子和場的約化熵．以下標(biāo)記兩個子系統(tǒng)為0和l廠，兩個實際情況中，原子與場相互作用系統(tǒng)的熵在演化過程子系統(tǒng)總的密度算符為，子系統(tǒng)的密度算符
6、為。中總會隨著場的能量損耗而改變．因此，研究耗散和，子系統(tǒng)的密度算符由下式給出：腔中原子與場的熵交換更有實際意義[13-151．本文考慮了場腔耗散的影響，利用解線性微分方程組的方法，(，)=，；(3)對共振情況下的二能級原子和耗散場相互作用體系因此兩個子系統(tǒng)的熵分別為：收稿日期：2012—05～20基金項目：國家自然科學(xué)基金青年基金項目(51108314)第一作者：岳轉(zhuǎn)林(1986一)，女，碩士研究生．通信作者：閆學(xué)群(1963一)，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師．E—mail：xqyan867@t0m．COITI一82一天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報
7、第32卷5(。，)=一Tra，(，，ln。，，)(4)A=‘Pe’Pn，b1‘PP1二能級原子置于單模場中，在偶極作用和旋波近C=··似下的系統(tǒng)哈密頓量為(這里令=1)：D=··二_iE=、／f12)日=∞a+~-a+，c(一++)(5)F=exp(孕+一aV／y2-16K2(n+1)叫)式中：∞和∞。分別為單模場和原子頻率；a和a分別為單模場的產(chǎn)生和湮滅算符；5-+=Ie)(gl，5-一=lg)el，+、G：p(孕一~—T：-16K2—(n+1)．￡)一為原子的贗自旋算符；=le)(el—Ig>8、度算符的表達式為：分別代表原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)．假設(shè)場的初態(tài)為單模熱態(tài)：()=而(￡)=∑A／(t)ln)(nl(13)(0)=∑l)(J(6)，；。(t)=，；(t)=A(t)le)(el+A2()lg)(gl(14)式
