
反群聚
反聚束
在量子光學和統計物理學領域中,"antibunch"(中文譯作"反聚束")是描述粒子統計行為的專業術語,特指粒子在時間或空間上呈現非聚集分布的量子現象。這一概念最初由美國物理學家H. J. Kimble團隊在1977年通過共振熒光實驗首次觀測并驗證,現已成為量子光學研究的核心概念。
從數學表達式來看,反聚束現象可通過二階相關函數g²(0)<1來表征,這與經典電磁場理論中g²(0)≥1的情況形成鮮明對比。其中标準公式為: $$ g^{(2)}(0) = frac{langle hat{a}^†hat{a}^†hat{a}hat{a} rangle}{langle hat{a}^†hat{a} rangle} $$ 當該值小于1時即表現為反聚束效應,反映粒子之間存在排斥性量子關聯。美國國家标準與技術研究院(NIST)的量子計量研究顯示,這種現象在單光子源中尤為顯著。
實際應用中,反聚束效應是驗證量子光源非經典特性的關鍵判據。劍橋大學卡文迪許實驗室的最新研究證明,基于量子點的單光子源可實現g²(0)≈0.05的超高純度反聚束狀态,這一特性在量子密鑰分發和量子計算領域具有重要應用價值。德國馬克斯·普朗克研究所的年度報告進一步指出,反聚束現象的研究正在推動新一代量子傳感技術的發展。
antibunching(反聚束)是量子光學中的一個術語,主要用于描述光子或其他粒子的統計行為特性。以下是詳細解釋:
基本定義
antibunching指粒子(如光子)在時間或空間上傾向于分散分布而非聚集的現象。這一術語的直譯為“反聚束”或“反群聚”,與“bunching”(聚束效應)形成對比。
物理意義
在實驗中,若某一光源的光子呈現antibunching特性,說明其光子到達探測器的間隔時間分布比隨機分布(如泊松分布)更均勻。這種現象常見于量子光源(如單光子源),因為單個光子無法同時被發射,導緻統計上出現亞泊松分布。
觀測與應用
示例
例如,在特定量子态(如壓縮态)中,當光子數滿足一定條件時,會觀測到反群聚效應。
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