Rabi döngüsü

Fizikte, Rabi döngüsü (veya Rabi flop) iki seviyeli bir kuantum sisteminin salınımlı bir sürüş alanı varlığında döngüsel davranışıdır. Kuantum hesaplama, yoğunlaştırılmış madde, atomik ve moleküler fizik ve nükleer ve parçacık fiziği alanlarına ait çok çeşitli fiziksel işlemler, iki seviyeli kuantum mekanik sistemler açısından rahatlıkla incelenebilir. Salınımlı bir sürüş alanına bağlandığı zaman Rabi'nin sallandığını gösterir. Etki kuantum optiğinde, manyetik rezonansta ve kuantum bilişimde önemlidir ve Isidor Isaac Rabi'nin ismini almıştır.

İki seviyeli bir sistem iki olası seviyeye sahiptir ve eğer yozlaşmış değillerse (yani eşit enerji değillerse), sistem bir miktar enerjiyi emdiğinde "uyarılır". Bir atom (ya da diğer iki seviyeli bir sistem) tutarlı bir foton ışınıyla aydınlatıldığında, döngüsel olarak fotonları emer ve uyarılmış emisyonla tekrar yayar. Böyle bir döngü, Rabi döngüsü ve süresinin tersini foton ışınının Rabi frekansı olarak adlandırır. Etki, Jaynes-Cummings modeli ve Bloch vektör formalizmi kullanılarak modellenebilir.

Matematiksel işlem

Etkinin ayrıntılı bir matematiksel açıklaması, Rabi sorunu için sayfada bulunabilir. Örneğin, bir uyarma enerjisine ayarlanmış frekanslı bir elektromanyetik alanda iki durumlu bir atom (bir elektronun uyarılmış veya toprak durumunda olabileceği bir atom) için, uyarılmış durumda frekansı bulma atomunun bulunma olasılığı bulunur. Bloch denklemlerinden:

$|c_{b}(t)|^{2}\propto \sin ^{2}(\omega t/2)$,

$\omega$ omega, Rabi frekansıdır.

Daha genel olarak, söz konusu iki seviyenin enerji tasarruflu olmadığı bir sistem düşünülebilir. Bu nedenle, eğer sistem bu seviyelerden birinde başlatılırsa, zaman evrimi, her bir seviyenin popülasyonunu açısal frekansı Rabi frekansı olarak da bilinen bazı karakteristik frekanslarla salınım yapar. İki-durumlu bir kuantum sisteminin durumu, iki-boyutlu bir kompleks Hilbert uzayının vektörleri olarak gösterilebilir; bu, her durum $\vert \psi \rangle$ vektörünün complex iyi karmaşık koordinatlarla temsil edildiği anlamına gelir.

$|\psi \rangle ={\begin{pmatrix}c_{1}\\c_{2}\end{pmatrix}}=c_{1}{\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}+c_{2}{\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}};$ burda $c_{1}$ ve $c_{2}$ koordinatlardır.

Vektörler normalize edilmişse, $c_{1}$ ve $c_{2}$ ile ilgilidir ${|c_{1}|}^{2}+{|c_{2}|}^{2}=1$. Temel vektörler olarak temsil edilecektir.$|0\rangle ={\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}$ and $|1\rangle ={\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}$

Bu sistemlerle ilişkili tüm gözlemlenebilir fiziksel nicelikler 2 $\times$ 2 Hermitian matrisidir, yani sistemin Hamiltoniyeni de benzer bir matristir.

Kaynak

Burdaki yer alan bilgiler en:Rabi cycle sayfası'ndan çevirilerek edinilmiştir.