Эффект когерентного пленения населенностей в процессах механического взаимодействия атомов с электромагнитным излучением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

академий наук ссср

отдепенив окне:* «изини и астрономии

ИНСТИТУТ СПЕКТРОСКОПИИ

На правах рукописи УДК 535. 21 4

ОЯЬИЛНШ Максим Анатольевич

Э««0СТ КОГЕРЕНТНОГО ППВНШШ НЛСЮШШОСТКа Й ПРОЦЕССАХ КЮСАНЙЧЕСКОГО 83АШОДКЙСТВИЯ АТОМОВ С ЭПЕКТРОИЛГИИТШЯ ЙЗПУЧКНИКИ

01.04. 05 - оптика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени нанпипачй фконмо- математических нчун

Троики - 1991

Работа мыишшнна и Институте Спектроскопии АН СССР. Научный руионоJini инь поктор ф»:<ино математических ниун

В. Г. Мииогин

Оффиниальные оппоненты; донтор фмаино математических наук

В. I). Янонпав

лонюр фмзино математических наук Е И. Иде он

Глупая организация: Институт Обпей виаини АН СССР Зашита состоится "ДЬ" 1992 г. в час. на

,(н1н/|йиии Специализированного сонета Д 002. 28. 10 по специальности оптика в Институте Спектроскопии АН СССР по адресу: 142092, Игхчкчзсная обл. , г. Троицк, Институт Спектроскопии All СССР. С лиссертаиией иожно ознакомиться в библиотека ИСАИ. Автореферат разослан " 1991 г

УчяннМ сеиретарь Специализированного Совета поитпр Фипино математических науи

У. И. Сапронова

О ШЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАШТЫ ~ ; Антуапыюсть темы исследования. В 1988 г. в лаборатории

ч *1 -

ciîumf рЬснапмй l'Ecole Normale (Pads) впервые была

продемонстрирована возможность сверхглубокого охлаждения атомов,

основанного на аффекта селективного по скоростям когорентного

пионами я насвпенмостаЯ (ССНШ111. Температура охлаждения составила

величину Т * 2(Ж что на один- два порядка ниже температуры

охлаждения атомов, получаемой обычными методами. »гот результат

2

возобнови» интерес исследователей н эффекту НЛП , открытого в 197в г. , но до появления работы 1 не слиином внроно используемого а практических приложениях.

Кроме того в последние голы активно развивается квантовал теория механического вааимолаИстоия атомов со светом, юследовательныи квантовым об par) о и учитыпавщая нй только («утреннее лоишоние атома, но и поступательное дяиипние. Задача о :СКНН оказалась одной на немногих точно решаемых иаяач в этоЯ >б ласти.

Настоящая диссертация посвящена исследование роли эффекта НИН I процессах механического вэанмодеПствия атомов со светом, сспедована роль НИН в формировании силы светового павпенип, еЯствупцаИ на трехуровнапие атомы. В диссертации развита ослйловательная теория HI1H мнпгоуроттвих атомов с квантованными

A. Aspect, Е. Arimondo, R, K«le«r, N, Vaneteenkiete, end C.Cohen-Tannoudjl, Phi», Rev. Lett. 61, 8?« (1998)

E.Arimondo, O.Orrioln, Lett. Nuovo, .C4m»i\tn, 17, Î3S (1976)

поступательными степени«« своболы н прешшмен ряп схем одно нвух- н трехмерного сверх! нубоиого охлажления -»гомон на чснси этого агента.

Цепи работы. Основными цмшии работы пыряется - показать возможность понижения одмофотоннога илассичесио! предела дли температуры лазерного охлажаения атомов а услови« когерентного пленения населенностей I Гл. 1); • построить последовательную теорию эффента селективного I скоростям когерентного шюнения населенностей (ССКШ

многоуровневых атомов <Гл. 2,3);

лонаэзть возиовиость трехмерного сверхглубокого охлаждения атоме на основе эффекта ССНПН (Гп. 2);

расширить границы применимости сверхглубокого охлаждения атоме на основа ССИПН (Гп. Э).

Научная нопиана. В диссертации впервые рассмотре»

нолунлассичесиая схема глубокого охлаждения атомных пучков ( оснопе эффекта ИПН. Впервые на основе последовательно! кпантовомеханического описания развита обиая теория эффекта ССНИ) Доказана возможность трехмерного сверхглубокого охлажяения атоме на основе ССНПН. Предложена схема сверглубокой локализации атоме на основе ССИПН. Впервые рассмотрена схема втарковен» индуцированного сверхгпубомого охпакпенип нч основе сснпн.

Прантичесная ценность. Результаты диссертации могут бьп нспозапаны ппя реализации явумернго и трехмерного сверхглубоног ихпажяения атомов гэНа, 'не, 6'7Ь1,,,В и многих других. Тан« воямотт реализация сверглубоной локализации атомов и создан» пространственных атомных структур ( репеток, гауссовских луч«й т.н. ».

Аькрцйацин |ja6m~u imbjDj/иы (..rtOtJiiJ il^MtoiiKtmn*. •

11 ноифвреицин "tight induced kinetic ettecti on aI ока molecule« 0;

inJ ions" (Marsians Hdtina, Italy, 1990), на X Международной tiBMDOBCKOO Конференции I Иииигабнрси, 1ЯМ01, на Наедунарииной топа no «мамке "Enrico Pewni" (Vereima, Italy, 1991), на Xiu

i

(евпународноЯ Нонф«||*нцнм no HorefiGiinmH и Ноииневмой OuYrtii^ Пенинграп, 19U1 ), на паучник сциюшрах НС All СССР, ИО0 АН ССС|>.

Нубии каин». По м^тирианлн ниссертации cmyftпниинниа 7 ¡1»чатни>. afidT, среди которых 'Л гтатьм в cifie;<>noir>'»>iij* «урианзч, .1 статьи и иострамкых игурнмпак ц 2 ci.trtH a «л-rt.'риалах ч^жиуиарлл'"!* пнфвр&нций.

Д|иссе|)тацми. Лисгьртцции гппаит Нйсчичшч, riti, ла» и Зякнючпнил.

сош «мшк циа.кп мши

В S 1 и 2 Цьниения пян обэор осиоыных работ по тр <t»< t ертации

Такие и & а Йвеиения опреняавио понятие ногвренттис ппнкени» ияселвннпстнй (НШП, исоольэувиов во всех mat пнссертации.

Гассмотрим ияаитовую систему с нввоэиуценныи гамапьтониа!

л

Нр во вившти попе, вааимопеИстяие с которых опасывав!

л

оператором вовмувчивп T(t). В пралставления изаммодеИст!

временная эволюции состояния системы описывается ураяиен» Югллиигйр»

d , -

it, -1 »>= «лр^!)"' i t) T(t) «яр{ -ih" И t)I *>

dt 0 0

н iiofivTof-uy. случаях уравнен на йрадннимгора может обладать вес -»<м|иапьными ревонилии I ?"'*>, уловлетеорлодямя уравнению

e*p(ifc",not) f(t) вкрС-itj" * J3ot) I У"'* •> « О

Уравнение 11) означает, что в нюбоВ иоиевт вреивни взаииодеВст

тгтеин с яненнии нолем отсутствует. Такие ре вопил обладает ря

иепбнчинх свойств, Пусть в начальный момент времени состоя

IT(t)" * > IКПП-состояние) составлено из некоторого ионечн

няборз ни И собственных функций невоэиуиенного гямипьтоиианз h

П *1КК»0Й И'>СЛЧЯУЮ1«ИЯ ионент врвиени состояние системы бу

t or rar?wnr> тек »в состоянии If несмотря на синь

" А

пороиотчвчние пол леРсввеи возмущения f(t) Происходит иан "•ишнончв" оцп»«н на атих состонничх. Такое лвгмние попу'

но|'йры|тны о шшньчнн 1м1.'йш«1|1|1:т||> инин 1у.«м, н,;,.: того, ИНН-состояние составлена только и и основных с о.тоннии еистеии, то учет ииаммоиействия с элннтромагнигным даиуум.ш прииопат к нанапленмю итомов в НАМ состоянии иа счет спонтанны» распадов верхних уроиннВ. 1(1111 состояния играет рань притш иншшяич мнашетв а пространстве состояний наиноВ квантовой системы В $ 3 Пий папин кратно излояено сопержание лнссертацин. В настоявюЯ диссертации н|>ел1К>ивии и ремпиаонанм различных метода охлаждения атомом ла .черным иилучешием (Гц I и Гл. 2,3 соответственно). Как перный тан и второй метопы си'нтит. на аффекте когерентного шюнений населенности!! (НИИ 1

В Гл. 1 рассмотрена схем» ох пакле кип трехураииеных июни» бихроматичесним полон Охлавдйнм« рассмотренное в янш |шк.< проявляется я попуилассичесиой области гипчеимИ пар* мят рои, I и« волновов характер поступательного яви ют и и я мгоион не сумеете«!-«-!) Кляспичнсиий характер лиим»ннп попв.пшнг иптпьиоьан. г. «на приЯнвивмие нмнй'гичосни* урянннниМ , прииепнимоя у«№ ««ш 1> »1* . «ля палач уирашюнна инн*«н«ом ягомеш Пни ионнолн«ч (пшсииии аиоптиию атомного яисяиЛлй н тори*«*1* фциичйгнов киннтиии V «нтольоовать понятии симм онигового ниинпмия, «чмЛфииирт.ч импульсной »|»ф$уа*и Я нон» »»лучшим», 1 р ипн ра * у ры лтои>т< . ансамбли игл |Ц>ыои*!инши с.инвтичеоиак Н"«"1"'" Я <-пра(»*1М1ч«> ясли хнрантнрм-ая ширина «миу нымого 1 и щ^шлч»-!

' Кинич» Й Г , Иетохо» II Г Пчнпьнчг» <с|н «тлии И : Наука, \ !»1Ш

i.r-иичину «wiyiiK-», ир^иявзр^о! о фотоном атому при ениничном акте um нащаниа »ни испускания:

И Av » tik (2)

fi Гц. 1 йичмгиены величины силы светового масшения м н<>:*миииентя дифвуаии для трехуровневого атома в бихроматическо* нпле. Ноиаиано, что в таном пол« возможно охлаждение трехуровневых атомов. Поназано, что при лолхопяпем вмбоj» параметров температура пхпажяенип мояит быть значительно нижр т. маз. однофотонногс пластического пр»л»нэ

кяТ = hy , (31

чннгяльмое время считавшегося универсальным пределом пгп гвтюрятури паанрмого охлаи¡денмя. (Здесь f • полуиирина атоmiiovi парохода. ) Иианвя температура охлаждения является прлим! гцплстеием КПП, промсхопинего при олролеланной спорости ятоиоы. Минимальная темляратура охпэжненмл в схеме Гл. 1 составляв-

OI. ИИ'ШИу

квТ ~ R (4

> Н 'Ьгкг/7Н - энергия оглачя, tik -импульс 0отомэ, И - масса атома.

От ряммченив (4) па температуру охлавдения не снелует и г«прии а является границей применимости нинетическог

п^и^лииийип (ср. (2)). Вообие в раинах молуилассичесного описями нррлчонмть гхеим охнашшния по температуры ниж» «(релел

I 4)

Мсахэниин охлаисценыя «тонов, рассмотренный в Гл. 2,3 оснонас на полном каантовом описании поступательного двин&ния атомов.

Каи уае отмечалось НП1|- состояния «»актовой системы (атома) ныллотся лрмтнгияаювини множествами в пространстве состояний последной. Атомы, ааначально распределенные по состояниям, с течением вдемонн полностью скапливаются в KUH- состояниях. В случае подвижного атома в поле нескольких световых волн КПП-состояния могут занимать строго определенные области импульсного пространства (что получило название селентилного по скоростям когерентного пленения населанностей (CCKIIID1. Такими областями могут быть точки, пряные или плоскости. В этой случав атомы, изначально достаточно гладко распрелелвнные в импульсном пространстве, могут накапливаться в этих областях и формировать рваное импульсное распределение. В случае точек танов сумание мпж4Т быть интерпретировано как трехмерное оклаиэтанме атомов. Аналогично в случаях прлкмх в плоскостей - как двумерное а одномерное охлаждение соответственна.

Ко времени написании диссертации биио првяпохаиа несколько схем одно- и двухнерного охлаждения на основе эффекта CCKI1H. Поиск схемы для трехмерного охлаждения встретился со аначнтелышии трудностями U Гл. 2 првлпожэно несколько схем трехмерного

охлзжпения для четырех типов атомных лерехопов. Длл трех туппп

A.Aupect, Е.Arimondo, R.RniBer, М.Учпяteekiet в,

C.Cohen-Tannouidji , JOßA В, 6, 2112 (1989)

•••«ричодон укапан обииИ критерий, позвоппюииЯ щчэлсианап »оэиожность трехмерного охлаадяния атомов в данном ноле, н< обращаясь н уравнению Ерелингера.

С Гл. 2 паим оценим темноратурм охлаждения атомов. Покапано, что в предложенных схемах охлаждения момет бить достигнут: гоип.чратура на некольио порядков ниже энергии отдачи (4). у Рассмотренные в диссертации четыре схемы атомных лереходо!

полностью описывают нласс переходов, пригодных для реализация охлаждения на основе ССИИН в поле паверного излучения. В Гп. '. •• »оказано, что этот класс может быть сувественно расвирен, ест

нобавить н полю получения стационарное электрическое поло. В это1 глявч предношен ряд схем втарновсни- индуцированного охлажлени!

Гнана 1. Полуклассический механизм охлаждения атомов на основ! когерентного пленения насеяенностей

П течение длительного времени величина (3) считалап универсальным пределом дшл температуры лазерного охлаждения. Опнано в 1988 г. в работе 6 были продемонстрированы результат! эксперимента, я котором была достигнута температура на поряло! пиаю нряпела (31. 1>ыло предложено неснольно объяснений этог< липонип Одно иэ них представлено в Гл. 1. Основную роль механизме охпэщпения играет когерентное пленение населенностеН

P.Lett, Л.Hats, C.Westbrook, W.D.PhiJ lips, P.Gould И.И»»саИ, Phre, Rev. I.ett. 61 , 169 (1988)

Иассмотдоио поведение. поцьинашго трехуровневого Л-а то на и диухчастотном, составленном на двух встречных плоских ьолн, no»in. Постановка задач» позволяет испольвоаать полуииассичесное приближении, при мотором поступательное движение атома считается классическим.

Стандартная процедура ревення уравнении для вигнеронскоВ

матрицы плотности атома р , (г, р) дает следуема выражения лнй

о.»

силы светового давления а коэффициента импульсной диффузии: Г = 2ЫС»,,

где рзэ=2СЬ5г -[заселенность верхнего уровня, С=2д-паранягр насыквнип, ?*(* ♦ri)/2, П= tlf>/?, 5~kv/r> а=х,у,г;

-парэватр наалаабатичности, у 'скорости спонтанных распадом,

д -частота Рабе, предполагаемая равное для обоих переходов, v - проекция скорости атона на ось 0Z,

L * [Ог+2<а+в)5г145']"1

Преялопагяетсп, что полки распространяйте я вдоль оси 02.

D оаввскмостм силы сзатового давления от скорости имеется уано!» (по сравнены» со спонтанное шириной» провал, связанны!! с вовникавцем в атоме ИПН. Это обстоятельство лрипомиг м аномально

Рис. 1. Временная з вояоция атомного скоростного распределения а бихронаточескот пом». Начальная сшороспнов распределение вавпо

постоянныи (п=1)

Velocity [m,'«J

борчяону (по сравнению с двухуровневым атомом) коэффициенту трена!

ае

р ---,

ву

что позволяет реализовать глубокое охлаждение атомов.

Например при средней скорости атомного ансамбля <»>»-/0/1 температура охлаждения достигает величины

Vе ■ (!4 я&2)

При Г)~1, 0*1 температура охлаждения мояет быть в О раз ним минимальной температур» Л», достигаемой при охлаждены двухуровневых атомов.

В Главе 1 приведены результаты численного эксперимента п< схдажпонию трехуровневых атомов. Эволюция скоростной ряспрелеткия атомов приведена на рис. 1. Вирина сноростноп

распределения, получаемая о эксперименте, находится ы хороые» соответствии с теоретическими оценками.

Глава 2. Селективной по скоростям ногереитное плеиениа населенностай многоуровневых атомов

В Главе 2 исследована возможность сверхглубокого охлаждения атомов на основе эффекта селективного по скоростям когерентного пленения населенноства (ССКПИ). Для этого рассмотрен ряд задач о КПП-состояниях многоуровневых атомах с квантованными поступательными степенями свободы во оненхаи монохроматическом электромагнитном попе обиего вида:

4 +

S(r,t) * E(r) esp[-iot] v н. с. (5)

■* ■* 4

Ш^еярС ilm»r] ,

п

где п- единычныа векторы, к-и/о. Рассмотрены атомы, составленные ии двух аеемановних мультшшатов с нратностями вырождения 3 п 3' для нижних а верхних состояния соответственно (т. иаа. ((2J+l) + (2J'+1))-уродневыа атом). Рассматривались КПП состояния, состояние только на нвеиих состояний атома, т. н. прочие КПП-состояния тернют <$изичесниП скмсл при последуонвм учете действия спонтанных распадов верхних состояний.

П § 1 выписаны основные уравнения, определяющие КПП-состояние атома в данном поле.

§ 2. (3+3)- у ровня рыЛ атои

О S 2 исследована возможность вааниккавения эффекте 1(11« в (3 + 3)- уровквоои атоме с квантованными поступательными степенями

«о и у

» «

V Vj »>*

t 1 1

- /"Ч/Ч-V IX>J ♦■✓Ч/Ч - О я ~ 9 ♦ - '4 . У1 , ,

* 1 : X 1 Vj t»k

-1 ! >

Рис. 2. Точке локализации КПН-соспояная (3+3)-уровневого атонв в поя«, составленном us шест циркулярно-вомярооованних воян, распространяющихся в направлениях *0Х, «ОТ, ±0*

свободы. Поиваако, что в любом попе Е(г) всегда существует по крайне! пера одно НПН- состояние I >, названное основный. В

импульсном представлении найденное НПН состоянаа представляет собой сулерлоааамв £- »униниИ вида S(p-hkn), где kn принадлежат набору волновых венторов плосиах волн, составляющих поле В (си. (5)).

Получено условие единственности основого НПН-состояния. Пусть приторное поле D(r) имеет вид

B=€v v „ >*<VE )l

t я я » а з

» 4

« • X

- ^Ч^ч-» 1>0<1 -

г

Р / ».к.

г♦

—• --1

V/ Ьк

Ру/ Ьк

/

«' 1

1 Р / Мс

-1

/

/

» / » ** „ - 1 р / Л*

1

1 1 1 / VI

1 -1 1 - -1 •

•3 -1

/

V/ ьк

/ /

/ "2

Рис. 3. Точна локализации КВН-состоаний (3*3)-уровнепого <яяота в поя», состтленном ее я в ста яинеОно-паяяриэонянныж млн, распространяющихся в и«лрамам»** ±0Х, ¿ОГ, ±ОЕ

Ишсилчц. что осноыиои КПП- состояние единственно, если выполнено

условий

■в •*

0.[о«:и * 0 . (в)

В 111«) гиыйноиоаном случав могут существовать и дополнительные К1111 состоянии. Ь 4 2 приведена айкая процедура отыскании всех КПП-состояние! (3+3)-уровиевога атома в данном поле, которая сводится к (мнении уравнение Пфаффа

ах о ♦ ау о +(1* и » о,

к > I

(НИОиИГИНЬНи 11,1 II к I).

Тан*« в $ 2 подробно исследованы случаи двумерного внешнего

ми

В 4 2 приведены несколько примеров ССКШ1 (Э»3)-уроенекого н трихиериам попе. Некоторый результаты приведены на рис. 'г, а. Из этих рисунках показаны точки лонвлмаации ннн- состояние »тони и импульсном пространстве.

И $ 2 применены таII«а несколько примеров ССН1Ш в двумерном

ноле

к 'Л ( 3-»1 ) уриьнвииа итои

Типам и для (ЛЗ)- у|11)яи,1Во1н, и случаи (3 + 1 )• уроанввого

¡има 14!Ш впаноюш в лкЛо» поп- нтанано, что и нюбон лот Е(г) су^ствуют но нриКнвЙ маре 1|>и 1(1111 состояния нааианныв основными. И »хнупьскои ираст|мнст№ иажиои иа них ломакмяонано в точках Ькг (•« «6)1.

Йолрос I» гукметниьйнкн динопнитепьних КПП-состошшй гораодс

сложнее. По видимому в (3+1)- случае не суцесяует простого нртврич единственности основных МПН- состоянии.

В S 3 привалены несколько примеров ССИПН (3*1)-урлпиепого атома. Рассмотрен случаи понижения размерности CCHIIII с d-З по Л-У

S 4. (5+Э)-уровнепыН атом

В S 4 понаэано, что КПП (5+3)-урови«вого атома впантто только в полях слвпвального вила, а именно в полях к«»тг>(> поляризации которых в любо! точке пространства лежит в ппноП и то»: вв ппосиост«: Et(r)=0. Здесь и ниже поле такого вида 6ynei навиваться полем о- тяпа. Показано, что в любом поле а типа prprna существует по краЯнеП мере одно КПК-состояние (5+3)-урпвиеваге атома, моторов локализовано в точиах Men (си. (5Н. (основной КПП- состояние).

Вопрос о сувесвовани» дополнительных КПП состояний тесно связан с вопросом об ннтвгряруеностя дифференциального уравнения

W|.v»0, (7)

где

У * С в (ТЕ )

С X X X к '

а а а з

Показано, что основное НПН состояние единственно если уравнение (7) не имеет рввений.

D §4 рассмотрены несколько примеров ССНШ1 (5*3)- уропчолего атома в полях <г типа.

к ü (4*2) уровнеяыЯ атои

Атом с J-3/2, З'-l/l «ваяется но- видимому едиственлым атомом ( 2J Н )М 2J'типа с попуцалым моментом дпп которого возможно СОИШ 1'ииуньтаги полученный дпя (4*2)- уровневого атома во многом (.»одни с результатами для {&+Э)-уровневого атома. Показано, что в »попе пронавольного вида всегда суиаствует по Крайнев мере два основных КПП состояния. Такхса кан а во всах лрепыдувнх случаях основный 1(11)1 состоянии локализованы в ипупьсном пространстве в точках в точках hkn (5). Условна единственности основных КПП состояние совлаааот с аналогичным условия« для (&+Э)-уровиевого атоыа.

S В. Сверхглубокой охлаяетение атомов на основа эффекта селективного по скоростяи когерентного пленения иаселанностеВ

Гаесног ренине в предыдущих параграфах'ИЛИ-состояния являются л: нувьами а пространства атомных состояние. Одна «ли попав в Н1Ш состояние атом остается в нем во все поспоиукые моменты времен*. Наиболее ярко эти свойство КПП-состоянии проявляется при учат« нааимодвВстввя атома с злинтроиагиатним. вакуумом. В атои случав атомы могут накапливаться а КПП состояниях ца счат eiumtamtux распадов верхних уровней. Если 1(1111- состояния поиалиаованы в импульсном пространство в отдельных точках, то следует ожидать паишшкия узких линов в скоростной распределении а«омов, моторов коват быть интерпретировано кан охлаждение атомов. Напомним, чю основные ИНН- состояния атомов, рассмотренных в Гл.2, »окалиаованы и точках' t.kn (5). Таким образом, критерии ея»>ч-тввнности основных КИИ* состояли» (стр. 14-15, 1в) являются яяии рааливации и изданием ноле мкеиио трехмерного «¡пении. Iljrti маруодкин этих условие возможно понижение

ÍÉ

размерности охлаждения.

В $ в показано, что тошшратура охлажльния моият составлять величину значительно ниша энергии отдачи . О прочягго охиажлпнип твнператра налает со временом по закону

Т ~ И-Ос"г-(уЬ)"'

где О -параметр насыщения, £=й/(Ьу) -ключевой параметр в тиорг,« мехтшячвсного взаимодействия атомов со светом (для больяинствч атомов с ~ КГЧю"*).

Рассмотренные в Гл. 2 схеми ССНЛН могут быть вслольаовнни »т.; реализации сверхглубокого охлаждения атомов 4Не и 6,71<1.

Кроме того рассмотрена возможность создания пространственных атомных структур на основе ССКПН. Основой такого прелполок*>ния служит тот факт, что плотность рэсроделения атомов в основном К1Ш-состоянии повторяет пространственное распределение плотности энергии электрического поля излучения. Нан уме указывалось, с течением времени происходит накопление атомов в КПП состоянии. Если в данном попе не еувествует КПП- состояние, отличных от основных, то аффект ССКПН будет приводить н образованию п пространстве атомных структур» имитирующих пространственнуг структуру внеинего светового поля. На основе отого эффоитя возможно, например, сознание атомных реивток, гауссопских лучеч атоиоп и т. п.

Глина J Мндуцирояанкоа эффектом Игарка сшмтшмов но скоростям

KaitumHTHUB пленение населенностиВ

Как »юкааано в Главе 2 селективное по скоростям когерентное населенностай в гн.-р«:Иьннои ¡электромагнитном попе возможно <|...,«<.1 для четырех типов атомных преходив. Это обстоятельство сильно ограничивает класс атомов, дня которых возможно сверхглубокое охлаждение. В Главе 3 исследованы условия возникновения Эффекта CCKII1I в суперпозиции переиеннго электромагнитного и стационарного электрического нолей. Понавано, иго всполцаоиание электрического лолн лпсшолнет расширить ранни применимости тихими» ССИШ1 длн охлаждении атоиои.

5 1 Основные уравиаиая. Пример (7 + 7) уровнавого атома. Иокавино, что осноцной причиной, прапитствукцай возникновении 0:нин на переходах на принаднешапих к (3*3)-, (3+1)-, (ht4)- кии (4+2)-тину, ннвллется дефааирокна различных компонент njx-;>iHon.<iai:Mux (< > 1И состояние вследствие раиличы» кинетических ;<|««ргмН последних. (№0 препятствие моыно устранить, иаманиа новоэмуиытша спектр атома полхидлцим обр&аон. D § 1 понаавно, что цин этой дали моиат быть ислольоовано шгарновское расиопление компонент веаиановскик вультиллетов в постоянном однородном »нуитрическои нала капряжынности

( 1 ич R энергия отдачи, fi коэффициент игвриовсного расяеплнннн ^!к»i n муньтиннета ).

* .дробно рассмотрен случай (7 +7)-уровкиноги атома. Укапано,

(В)

*1 J'* J, J нппрп -->

Mxxlxl ♦-✓N-'N

-(3*2)

3-1

1 j'sj-l, j пояуцйпой

V / l.k

•JU -JH

It?

3-2 J

р./ »-.и

j-3 j-l

J'=J-1, J-МОПОв

P / nk

-(,J-1) -{J-3) -j -(j-2)

J-Î J-l

V / bk

3-2

P./ Wt

P«c. 4. Го'#»н япчяяияянчи КПН-сос.таянпЛ ( ( 2 ) + ( 73' » X) ) -урпвн»»«* яетпноя в поле составленном иэ йиух цнргущярип понял, 1ЯОВЯИНМ-» войн, рзспросгяряияпчихся р няпрапяпчиа-

*0Z и гтяцчон ярно?.о ияечпричкского ппяя нллре •>

/ R/f? , пяпрарявччпт вдоль осп 07,

'II.. лиг перелои иоивт бита, исгюньиошкн н«н смгрхглубиншо

ОШШЫЦНШН игиион "и.

i а ((21*1ЖгЛ'*1)-у|«шмиШН »том. СлучаИ а - целое

Ни цирком оти1ш |мссиатрин*№к'н только СОСТОЯНИЯ, ».жалмаоИнинын нн ос* ОР^ импульсного щшстранства <, где 01 малранамни« распространения поля). Нокиимло, что в суперпозиции л1«|.т (к)иа1ниг1илч) 110(1(1 систншмнишго на двух встречных циркуляр«« нолнрмшаыпщык ноли и стационарного элактрмчесного ноля маирншннистн (Н1 суцастиуьт одно И только одно

НШ1 состояние тнного «и пл. При иг пи предполагается, что

Вен юталыим КШ1 состояним йтомм могут быть получены на

сиочишцн нц« иомиан* щиАЮи и »«»цыининим*. ортогональных

• X ир1 | С.ЧКИ локиниииции ИНН гистоминй итоий (Л'».)) -типа на оси

и к ппкмиакы им |.ио 4. к *

и |М|:1:иит1М1ИИоа и uuJM.ib.mi одномерной пуйошм пх.ы^лвним июнан. Динамики »ьлишднинн огшгыааечся ■ »Ме.НКЯМИ, ОКММННЫМ» И ^ Гл ?.

((2Л»1 )♦( 23' 11)--урош««кыи «тин. Случаи а'-.)!

Ь $ 3 иокаиани, чти возможна так*&» роапниация (1.Н11Н ап.иив

(а -•>-)) >и>ш i) птон случи»! моым01м1ы дьа нииайспи 111)11 состояний I ' (».и лиианлиинин атак < остлнкий ионаааны на рис. 4.

в Паи ль^ьими Ь)>*1м> сфириунироо^ни о«:ниЫ1Ш ¿шиультачи

к^ « I яММИ.

1 4 I. п.гИЫогеНаИ illl.il- И.Л и

-•¡н-цыы > IУ*'»* и-*о ох оаягм^ иин ытииов ь уол.жмнк

1К-<1 I Щ|*4|ШИ№и< !|«(Ъ||я|ШО| »»¡И ( Г л 1);

2 Сянвитя Поспеловатяльния Творил эффекта ( ЙМЬИ .-«И1НЯ О ИИ скоростям когерентного пненания населенноетеa (CCKIHII в многоуровневых атомах I Гл. 2 и 3)

3. Впервые показана возможность трехмерного cnepxr nyftnxiti'" охлажления атомов на основе CCKIIH (Гл. 2>

4. Предложена схема атарновкм- индуцированного сверхглубоко!» охлажяенип атомов на основе CCHI11I I Г л. 3)

Основнкэ результаты диссертации опубликованы в слепу».".ч

работах:

1. Ниногин В. Г. , ОльааныЯ Н. Л. , Рождественский О. В. , Якобсон II Лазерное охлажления атомов нижи ппнофотоннпго нлассичес»-1 ' ■<<

предела. - Оптика и спектроскопия, 1990, 68, 51

2. V.O.Hinogin, M.A.Olahanr, S.V.Shulga. Laser cooling of »t.on-s bellow single-photon classical limit.- JOSil B, 1989, 6, 2108

3. М.Л. Ol'shanii, V.O. Hinogin. Three-dimensional velocity selective coherent population trapping in resornnfc light field,in Proceeding oi International Workshop on bight Induced Kinetic Effects on Atoms, Голе and Molecules (Mercian« Harina, Italy, 1990), edited by L.Moi, S.Ooiiinl, C. Oabanini, E.Arintondo, P. strumia ( BTfl EDITPRICE PISA 1991 )

4. M.A. Ol'shanii, V.O. Hinogin. Coherent population trapping in the momentum space of one, two. and three dimensions, in Frossidinp of Я Internationa) Vavilov Conference on ffonlineur ОрМсв<11овосиб«ргн, 1930) (MOV* Science Publishers, Inc. (tt-n tork), 1992)

5 M.A. Ol'shanii, V.O. Hinogin. Three Dimensional »»lorllj

SI

DslutUivc Cuhet«ilt Population Ttet>pinj of (3tl)~lavel Atotad (n(.uH.ifo m печати в Quantum Optica)

r< H.A. 01'bhanií etttiKOIitft Induced V»1 ocity-Sel ective

i:ohet«.nt Population í'i j^tiuy (iipnnau' н ивчати в Journal of Hire i са В)

7. ÏHtt'itti)u4e» Л К, ТумаИиин Л. К , Ольн НИ., Ольюаниа НА. üiniiiiKUrtiiwn агонии и (юищымишн HtíuMHupojiiio полнриаованном ri о)« ои счаг аффиита нигорентногй шшкания насепенностьВ . -Инсьна н sure, »аж, »6, íeia