Объект исследования – ансамбль примесных атомов, взаимодействующих с электромагнитным полем. Цель работы – разработка самосогласованной теории взаимодействия атомов, находящихся в волноводе с электромагнитным излучением. В результате работы были выполнены все поставленные задачи, в том числе: решены уравнений Максвелла в области пространства внутри полого волновода прямоугольного сечения с идеально проводящими стенками; освоена процедура канонического квантования электромагнитного поля в свободном пространстве; выполнено каноническое квантование электромагнитного поля в волноводе; описано взаимодействие электромагнитного поля с 1-2 атомами. В ходе работы был обнаружен эффект неполного спонтанного распада — когда заселенность возбужденного состояния асимптотически приближается к ненулевому значению в большие моменты времени, в условиях, когда частота атомного перехода больше частоты среза волновода и находится далеко от окрестностей среза. Областью применения результатов является ряд квантовых технологий, в особенности, квантово-информационные технологии.

The subject of the graduate qualification work is ensemble of impurity atoms interacting with an electromagnetic field. The given work is devoted to development of a self-consistent theory of the interaction of atoms in a waveguide with electromagnetic radiation. As a result of the work, all the tasks were completed, including: Maxwell's equations are solved in the region of space inside a hollow rectangular waveguide with perfectly conducting walls; the procedure of canonical quantization of the electromagnetic field in free space has been mastered; canonical quantization of the electromagnetic field in the waveguide has been performed; the interaction of an electromagnetic field with 1-2 atoms is describedIn the course of the work, the effect of incomplete spontaneous decay was discovered — when the population of the excited state asymptotically approaches a non-zero value at large moments of time, in conditions when the frequency of the atomic transition is greater than the frequency of the waveguide cutoff and is far from the vicinity of the cutoff.The field of application of the results is a number of quantum technologies, especially quantum information technologies.

• ВВЕДЕНИЕ
  • 1 Основная часть
  • 1.1 Электромагнитное поле в свободном пространстве и волноводе
  • 1.2 Квантование поля в волноводе
  • 1.3 Описание взаимодействия с 1-2 атомами
    • 1.3.1 Основные приближения и подход
    • 1.3.2 Одноатомный эффект
    • 1.3.3 Двухатомный эффект
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А