物理学家的模型和预测可能在新一代超辐射激光器中得到应用

理论物理学家法罗克·米维瓦尔研究了量子腔内发射光的两个原子集合的相互作用，量子腔是一种光学器件，由两个面对面的高质量微小镜子组成，将光长时间限制在一个小区域内。该模型和预测可以在最先进的腔/波导量子电动力学实验中实现和观察，并可能在新一代所谓的超辐射激光器中得到应用。

超辐射是量子光学中最令人惊讶和最引人注目的现象之一。然而，可以通过将原子想象成一个微小的天线来直观地理解它，它可以在适当的条件下发光。

“现在想象一下，有一个N个原子的集合。当这些 N 原子彼此相距很远并受到热激发时，它们彼此独立辐射，因此发射光的强度与原子数 N 成正比，“因斯布鲁克大学理论物理系的 Farokh Mivehvar 解释说。

然而，如果这些原子的位置非常接近，原子天线就会开始相互交谈，从而相互同步，从而发出强度与原子数的平方一样的光。

“人们可以将这种情况设想为原子形成一个单一的巨型天线，可以更有效地发光，”Farokh Mivehvar说。“因此，原子发射能量的速度比独立原子快N倍。正是这种效应被称为超辐射。

在他最近发布在《物理评论快报》上的著作中，Farokh Mivehvar从理论上考虑了两个原子集合，每个原子集合包含许多原子，在量子腔内。在每个系团中，原子彼此非常接近，可以超辐射地发光。

“然而，目前还不清楚这两个与两个原子系综相关的巨型触角如何同时发光，”Mivehvar说。事实证明，这是不平凡的。“特别是，我们发现了两个巨型天线可以发光的两种不同方式。

在第一种方式中，两个巨型天线相互配合，形成一个超巨型天线，发出超辐射的光更是如此。然而，在第二种方式中，两个巨大的天线相互竞争，从而抑制了超辐射光发射。

特别是，当两个系综具有相同数量的原子时，超辐射光发射被完全抑制。“此外，我们还发现两个巨型天线发出光的情况，这是前面提到的两种类型的叠加，并且具有振荡特性，”Farokh Mivehvar说。

该模型和预测可以在最先进的腔/波导量子电动力学实验中实现和观察。这些发现也可能在新一代所谓的超辐射激光器中得到应用。

来源：激光网