Oscilación Rabi de vacío

---

Una oscilación de Rabi en el vacío es una oscilación amortiguada de un átomo inicialmente excitado acoplado a un resonador o cavidad electromagnética en la que el átomo emite alternativamente fotones en una cavidad electromagnética monomodo y los reabsorbe. El átomo interactúa con un campo monomodo confinado a un volumen limitado V en una cavidad óptica. ^{[1] [2] [3]} La emisión espontánea es una consecuencia del acoplamiento entre el átomo y las fluctuaciones de vacío del campo de la cavidad.

Una descripción matemática de la oscilación de Rabi en el vacío comienza con el modelo de Jaynes-Cummings , que describe la interacción entre un modo único de un campo cuantificado y un sistema de dos niveles dentro de una cavidad óptica . El hamiltoniano para este modelo en la aproximación de onda giratoria es

donde es el operador de espín Pauli z para los dos estados propios y del sistema aislado de dos niveles separados en energía por ; y son los operadores de subida y bajada del sistema de dos niveles; y son los operadores de creación y aniquilación de fotones de energía en el modo cavidad; y ${\displaystyle {\sombrero {\sigma _{z}}}}$${\ estilo de visualización | e \ rangle}$${\ estilo de visualización | g \ ángulo}$${\ estilo de visualización \ hbar \ omega _ {0}}$${\displaystyle {\sombrero {\sigma}}_{+}=|e\rangle \langle g|}$${\displaystyle {\hat {\sigma }}_{-}=|g\rangle \langle e|}$${\displaystyle {\hat {a}}^{\dagger }}$${\displaystyle {\hat {a}}}$${\displaystyle \hbar \omega }$

es la fuerza del acoplamiento entre el momento dipolar del sistema de dos niveles y el modo de cavidad con volumen y campo eléctrico polarizados a lo largo de .^[4] Los valores propios y estados propios de energía para este modelo son ${\displaystyle \mathbf {d} }$${\displaystyle V}$${\displaystyle {\hat {\mathcal {E}}}}$

donde está la desafinación , y el ángulo se define como${\displaystyle \delta =\omega _{a}-\omega }$${\displaystyle \theta _{n}}$

---