Влияние свободного движения атомов на эффекты, зависящие от плотности атомов, в нелинейной лазерной спектроскопии резонансных газовых сред

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Мы развиваем нелинейную по полю теорию распространения монохроматической световой волны в газе двухуровневых атомов в условии неоднородного доплеровского уширения линии, рассматривая при этом самосогласованное решение уравнений Максвелла-Блоха в приближении среднего поля и одноатомной матрицы плотности. Показано, что при таком подходе возникает существенная деформация доплеровского резонансного контура (сдвиг, асимметрия), которая зависит от плотности атомов. Данный эффект является следствием только свободного движения атомов в газе и не связан с межатомным взаимодействием. При этом частотный сдвиг линейного по полю вклада в сигнале пропускания более чем на порядок превышает сдвиг из-за межатомного диполь-дипольного взаимодействия, а первая нелинейная поправка испытывает еще более сильную деформацию, которая превышает влияние межатомного взаимодействия на три порядка. Обнаруженные эффекты, обусловленные свободным движением атомов, требуют значительного пересмотра существующей картины спектроскопических эффектов, зависящих от плотности атомов в газе.

Об авторах

В. И Юдин

Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный технический университет

Email: viyudin@mail.ru
630090, Новосибирск, Россия; 630090, Новосибирск, Россия; 630073, Новосибирск, Россия

А. В Тайченачев

Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН

Email: viyudin@mail.ru
630090, Новосибирск, Россия; 630090, Новосибирск, Россия

М. Ю Басалаев

Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный технический университет

Email: viyudin@mail.ru
630090, Новосибирск, Россия; 630090, Новосибирск, Россия; 630073, Новосибирск, Россия

О. Н Прудников

Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН

Email: viyudin@mail.ru
630090, Новосибирск, Россия; 630090, Новосибирск, Россия

В. Г Пальчиков

Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: viyudin@mail.ru
141570, г. Менделеево, Московская область, Россия; 115409, г. Москва, Россия

Т. Занон-виллетт

Sorbonne Universit�e

Email: viyudin@mail.ru
CNRS, ЛЕРМА, F-75005, Париж, Франция

С. Н Багаев

Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: viyudin@mail.ru
630090, Новосибирск, Россия; 630090, Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. В. С. Летохов, В. П. Чеботаев, Принципы нелинейной лазерной спектроскопии, Наука, М. (1975)
  2. V. S. Letokhov and V. P. Chebotayev, Nonlinear Laser Spectroscopy, Springer Ser. Opt. Sci., Springer, Berlin, Heidelberg (1977), v. 4.
  3. С. Г. Раутиан, Г. И. Смирнов, А. М. Шалагин, Нелинейные резонансы в спектрах атомов и молекул, Наука, М. (1979).
  4. В. Демтредер, Современная лазерная спектроскопия, ИД Интеллект, Долгопрудный (2014)
  5. W. Demtr¨oder, Laser Spectroscopy, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (2014).
  6. С. Стенхольм, Основы лазерной спектроскопии, Мир, М. (1987)
  7. S. Stenholm, Foundations of laser spectroscopy, Wiley & Sons, N.Y. (1984).
  8. В. С. Летохов, В. П. Чеботаев, Нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения, Наука, М. (1990).
  9. F. Riehle, Frequency Standards: Basics and Applications, Wiley-VCH, Weinheim (2005).
  10. J. Vanier and C. Tomescu, The Quantum Physics of Atomic Frequency Standards, CRC Press, Boca Raton, FL (2015).
  11. R. Friedberg, S. Hartmann, and J. Manassah, Phys. Rep. 7, 101 (1973).
  12. E. Lewis, Phys. Rep. 58, 1 (1980).
  13. H. A. Lorentz, The Theory of Electrons and Its Applications to the Phenomena of Light and Radiant Heat, Dover, N.Y. (2011).
  14. A. P. Kazantsev, Sov. Phys. JETP 24, 1183 (1967).
  15. Yu. A. Vdovin and V. M. Galitskii, Sov. Phys. JETP 25, 894 (1967).
  16. Yu. A. Vdovin and N. A. Dobrodeev, Sov. Phys. JETP 28, 544 (1969).
  17. R. P. Srivastava and H. R. Zaidi, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 16, 301 (1976).
  18. M. Fleischhauer and S. F. Yelin, Phys. Rev. A 59, 2427 (1999).
  19. S. Giovanazzi, A. G¨orlitz, and T. Pfau, Phys. Rev. Lett. 89, 130401 (2002).
  20. R. L¨ow, R. Gati, J. Stuhler, and T. Pfau, Europhys. Lett. 71, 214 (2005).
  21. T. Lahaye, C. Menotti, L. Santos, M. Lewenstein, and T. Pfau, Rep. Prog. Phys. 72, 126401 (2009).
  22. Ya. A. Fofanov, A. S. Kuraptsev, I. M. Sokolov, and M. D. Havey, Phys. Rev. A 84, 053811 (2011).
  23. R. Friedberg and J. T. Manassah, Phys. Rev. A 84, 023839 (2011).
  24. L. Weller, R. J. Bettles, P. Siddons, C. S. Adams, and I. G. Hughes, J. Phys. B 44, 195006 (2011).
  25. I. M. Sokolov, D. V. Kupriyanov, and M. D. Havey, JETP 112, 246 (2011).
  26. J. Keaveney, A. Sargsyan, U. Krohn, I. G. Hughes, D. Sarkisyan, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 108, 173601 (2012).
  27. J. Javanainen, J.Ruostekoski, Y. Li, and S.-M. Yoo, Phys. Rev. Lett. 112, 113603 (2014).
  28. J. Pellegrino, R. Bourgain, S. Jennewein, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, S. D. Jenkins, and J.Ruostekoski, Phys. Rev. Lett. 113, 133602 (2014).
  29. S. E. Skipetrov and I. M. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 112, 023905 (2014).
  30. R. J. Bettles, S. A. Gardiner, and C. S. Adams, Phys. Rev. A 92, 063822 (2015).
  31. M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 115, 243602 (2015).
  32. A. A. Svidzinsky, F. Li, H. Li, X. Zhang, C. H. Raymond Ooi, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 93, 043830 (2016).
  33. R. J. Bettles, S. A. Gardiner, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 116, 103602 (2016).
  34. S. D. Jenkins, J.Ruostekoski, J. Javanainen, R. Bourgain, S. Jennewein, Y. R. P. Sortais, and A. Browaeys, Phys. Rev. Lett. 116, 183601 (2016).
  35. S. D. Jenkins, J.Ruostekoski, J. Javanainen, S. Jennewein, R. Bourgain, J. Pellegrino, Y. R. P. Sortais, and A. Browaeys, Phys. Rev. A 94, 023842 (2016).
  36. A. S. Kuraptsev and I. M. Sokolov, Phys. Rev. A 94, 022511 (2016).
  37. M. Wenzel, F. B¨ottcher, T. Langen, I. Ferrier-Barbut, and T. Pfau, Phys. Rev. A 96, 053630 (2017).
  38. T. Peyrot, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, J. Keaveney, I. G. Hughes, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 120, 243401 (2018).
  39. A. S. Kuraptsev and I. M. Sokolov, Phys. Rev. A 101, 033602 (2020).
  40. D. E. Chang, J. Ye, and M. D. Lukin, Phys. Rev. A 69, 023810 (2004).
  41. L. Ostermann, H. Zoubi, and H. Ritsch, Opt. Express 20, 29634 (2012).
  42. L. Ostermann, H. Ritsch, and C. Genes, Phys. Rev. Lett. 111, 123601 (2013).
  43. S. Kr¨amer, L. Ostermann, and H. Ritsch, Europhys. Lett. 114, 14003 (2016).
  44. L. Henriet, J. S. Douglas, D. E. Chang, and A. Albrecht, Phys. Rev. A 99, 023802 (2019).
  45. А. А. Заболотский, ЖЭТФ 158, 594 (2020).
  46. А. И. Трубилко, А. М. Башаров, Письма в ЖЭТФ 111, 798 (2020).
  47. А. А. Бобров, С. А. Саакян, В. А. Саутенков, Б. Б. Зеленер, Письма в ЖЭТФ 114, 604 (2021).
  48. A. S. Kuraptsev and I. M. Sokolov, Phys. Rev. A 105, 063513 (2022).
  49. V. I. Yudin, A. V. Taichenachev, M. Yu. Basalaev, O. N. Prudnikov, and S. N. Bagayev, J. Opt. Soc. Am. B 39, 1979 (2022).
  50. R. H. Dicke, Phys. Rev. 89, 472 (1953).
  51. V. V. Batygin and I. M. Sokolov, Phys. Lett. A 108, 29 (1985).
  52. H. Dinesan, S. Gravina, C. Clivati, A. Castrillo, F. Levi, and L. Gianfrani, Metrologia 57, 065001 (2020).
  53. S. Gravina, C. Clivati, N. A. Chishti, A. Castrillo, E. Fasci, F. Bertiglia, G. Lopardo, A. Sorgi, N. Coluccelli, G. Galzerano, P. Cancio Pastor, F. Levi, and L. Gianfrani, J. Phys.: Conf. Ser. 2439, 012015 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».