Accoppiate quantizzati oscillatori meccanici Pubblicato: 10 marzo 2011 Kenton R. Brown. Christian Ospelkaus. Yves Colombe. Andrew C. Wilson. Dietrich G. Leibfried. David J. Wineland L'oscillatore armonico è uno dei più semplici sistemi fisici ma anche uno dei più fondamentali. E 'ovunque in natura, spesso serve come approssimazione per un sistema più complicato o come un blocco di costruzione per i modelli più grandi. Realizzazioni di oscillatori armonici nel regime quantistico includono campi elettromagnetici in una cavità 1 3 e le modalità meccaniche di un atomo intrappolato 4 o 5. solida interazione Quantized macroscopica tra due modalità dinamiche di uno ione individuo intrappolato è stato raggiunto mediante accoppiamento attraverso campi ottici 6 , e il movimento intricata di due ioni in luoghi separati è stato raggiunto indirettamente attraverso i loro stati interni 7. Fino ad oggi, l'accoppiamento controllabile diretto tra gli oscillatori meccanici quantizzati tenuti in luoghi separati, non è stato realizzato. Qui implementiamo questo accoppiamento attraverso l'interazione reciproca di Coulomb dei due ioni tenutosi a intrappolare i potenziali separati da 40 um. Accordando pozzi di confinamento in risonanza, l'energia viene scambiata tra gli ioni al livello di pochi quanti, stabilendo che l'accoppiamento motional coerente diretta è possibile per ioni intrappolati separatamente. Il sistema dimostra un blocco di costruzione per quanto l'elaborazione delle informazioni e la simulazione quantistica. Più in generale, questo lavoro è un precursore naturale per esperimenti in sistemi quantistici ibridi, come accoppiando uno ione intrappolata di un quantizzato macroscopica oscillatore meccanico o elettrico 8 12. Scarica PaperSecond quantizzazione è una tecnica potente per descrivere processi meccanici quantistici in cui il numero di eccitazioni di una singola particella non si conserva. Un esempio da manuale di seconda quantizzazione è la presentazione del semplice oscillatore armonico in termini di creazione e di annientamento operatori, che, rispettivamente, rappresentano aggiunta o la rimozione di quanti di energia dall'oscillatore. Il nostro obiettivo in questo articolo è quello di rafforzare questo esempio da manuale. Di conseguenza, esploriamo la fisica della accoppiati oscillatori seconda quantizzati. Queste esplorazioni sono formulati come problemi agli autovalori esattamente risolubili, la struttura matematica che fornisce un quadro per la comprensione fisica. Gli esempi che presentiamo possono essere utilizzati per migliorare la discussione di oscillatori armonici secondo quantizzati in aula, per effettuare una connessione alla fisica classica di oscillatori accoppiati, e di far conoscere agli studenti con i sistemi che presta servizio nelle frontiere della ricerca fisica contemporanea. Riferimenti Vedi qualsiasi laurea o di laurea meccanica quantistica libro di testo, come ad esempio R. Liboff, introduttiva Meccanica Quantistica (Addison-Wesley. Stati Uniti. 2002), cap. 7. Google Scholar F. A. Berezin, il metodo di seconda quantizzazione (Academic Press. Stati Uniti. 1966). Google Scholar L. I. Schiff, Meccanica Quantistica (McGraw-Hill Education. Stati Uniti. 1968). Google Scholar C. C. Gerry e P. L. Knight, introduttiva Quantum Optics (Cambridge U. P. Cambridge. 2008), cap. 7. Google Scholar S. T. Thornton e J. B. Marrion, dinamica classica delle particelle e sistemi (Brooks e Cole. Stati Uniti. 2003). Google Scholar E. 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