Paralelo entre as teorias quântica e semi-clássica da interação átomo-campo no modelo Jaynes-Cummings
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Jose Marcos Andrade Figueiredo
Marcelo Paleologo Elefteriadis de Franca Santos
Marcelo Paleologo Elefteriadis de Franca Santos
Resumo
Neste trabalho, estudamos um modelo bastante simplificado da interação da matéria com a radiação, denominado modelo de Jaynes-Cummings. A matéria é representada por um átomo, tratado como um sistema de dois níveis, em interação com um único modo do campo eletromagnético. Estudamos o problema sob dois pontos de vista diferentes: primeiramente, tratando ambos os sistemas como quânticos e, depois, considerando o campo como um sistema clássico e o átomo como quântico. Em especial, nos concentramos em obter a inversão de população nos dois casos. No contexto da teoria semi-clássica, utilizamos, ainda, duas abordagens distintas: uma, levando em consideração o campo de reação do átomo e, a outra, ignorando qualquer efeito do átomo sobre o campo. Vimos que a primeira fornece uma descrição mais próxima da realidade, pois ela é capaz de prever o fenômeno da emissão espontânea pelo átomo, o que não acontece com a segunda. Analisamos também o efeito da inclusão do ambiente na dinâmica do sistema, tanto nos tratamentos clássicos, como no quântico.
Abstract
We studied a very simple model of the interaction between radiation and matter, named Jaynes-Cummings model. Matter is represented by an atom, treated as a two level system, which interacts with one single mode of the electromagnetic field. We looked at the problem in two different ways: first, treating both systems as quantum and later, considering the field as classical and the atom as quantum. In particular,we concentrate in obtaining the population inversion in both cases. In the context of semiclassical theory, we still used two distinct approachs: one, taking into account the field reaction of the atom and, the other, ignoring any effect of the atom onto the field. We verified that the first gives a more realistic description than the second because it accounts for spontaneous emission by the atom. We still included the environment on the description of both quantum and classical dynamics.
Assunto
Dissipação, Dinâmica semi-clássica, Dinâmica quântica, Interação matéria-radiação, Física
Palavras-chave
Dissipação, Modelo Jaynes-Cummings, Dinâmica semi-clássica, Átomo, Dinâmica quântica