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FarokhMivehvar研究了量子腔内发光的两个原子集合的相互作用。量子腔是一种光学装置，由两个彼此面对的高质量微型镜子组成，可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，并且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射光(或者更技术地说，电磁辐射)。

“现在想象一下，有一组N原子。当这些N原子彼此远离并受到热激发时，它们彼此独立地辐射，因此发射的光的强度与原子数量N成正比。”，因斯布鲁克大学理论物理系的FarokhMivehvar解释道。

然而，如果这些原子位置非常接近，原子触角就会开始相互通信，从而彼此同步，从而发出强度与原子数量平方成正比的光。

FarokhMivehvar说：“人们可以将这种情况想象成原子形成一个巨大的天线，从而更有效地发射光。”“因此，原子释放能量的速度比独立原子快N倍。”这种效应被称为超辐射。

迈向超辐射激光之路

FarokhMivehvar在其最近发表在《物理评论快报》上的工作中，从理论上考虑了量子腔内的两个原子集合，每个原子集合包含多个原子(N1和N2)。在每个系综中，原子的位置彼此非常接近，并且可以超辐射地发光。

“然而，这两个与两个原子团相关的巨大天线如何同时发光的先验并不明显，”米维瓦尔说。事实证明这并不平凡。“特别是，我们发现两个巨型天线可以通过两种不同的方式发光。”

第一种方式，两个巨型天线相互配合，形成一个超巨型天线，发出的光更加超辐射。然而，在第二种方式中，两个巨大的天线相互破坏性地竞争，从而抑制了超辐射光的发射。

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触角发出的光是前面提到的两种类型的叠加，并且具有振荡特性，”FarokhMivehvar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。这些发现也可能应用于新一代所谓的超辐射激光器。

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