論文の概要: The dynamics of spontaneous emission
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22164v1
- Date: Wed, 28 May 2025 09:27:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-29 20:07:45.80383
- Title: The dynamics of spontaneous emission
- Title(参考訳): 自然放出のダイナミクス
- Authors: Marcello Baldo,
- Abstract要約: 光子放出による励起原子の自然崩壊は、自然界や研究室において最も一般的かつ基本的な物理過程の1つである。
プロセスの単純さにもかかわらず、量子力学では、崩壊そのものは自然の法則と見なされ、さらなる分析や説明はされない。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: The spontaneous decay of an excited atom by photon emission is one of the most common and elementary physical process present in nature and in laboratories. The decay is random in time with constant probability density, as it can be inferred by the exponential law observed experimentally. Despite the simplicity of the process, in Quantum Mechanics the decay itself is considered a law of nature which is not further analyzed or explained. However it is legitimate to ask for the reason of its randomness and for the dynamics of the atom around the decay. The decay process of an isolated atom is usually assumed to be instantaneous, the so called Quantum jumps. Particular experimental arrangements can widen the duration of the transition from an excited state to the ground state to a finite time. In general this is due to the quantum back action of the detector. The development of Quantum Optics has enormously enriched the possibilities to study in detail the process, and new illuminating insights have been obtained, but the question is still valid and its answer is still elusive. In this paper we analyze the spontaneous decay within the new prospect introduced by a recent model that complete standard Quantum Mechanics in a formalism which is able to describe the dynamics of measurement and of spontaneous decay. Comparison is made with more phenomenological theories, the Quantum Mechanics of open system and the Stochastic wave function model. In the new model the stochastic photon emission by an excited atom is triggered by the vacuum fluctuations. It is suggested how to re-analyze three types of experiments, already realized in many laboratories, in order to reveal the presence and the effect of these fluctuations.
- Abstract(参考訳): 光子放出による励起原子の自然崩壊は、自然界や研究室において最も一般的かつ基本的な物理過程の1つである。
崩壊は、実験的に観察された指数法則によって推測できるため、一定の確率密度で時間内にランダムである。
プロセスの単純さにもかかわらず、量子力学では、崩壊そのものは自然の法則と見なされ、さらなる分析や説明はされない。
しかし、そのランダム性の理由と崩壊の周りの原子のダイナミクスを尋ねるのは正当である。
孤立原子の崩壊過程は、通常、量子ジャンプ(Quantum jump)と呼ばれる瞬時に起こると仮定される。
特に実験的な配置は、励起状態から基底状態への遷移期間を有限時間に拡大することができる。
一般にこれは検出器の量子バックアクションによるものである。
量子光学の発達は、その過程を詳細に研究する可能性を大幅に強化し、新たな照明的洞察が得られたが、疑問はまだ有効であり、その答えはまだ解明されていない。
本稿では, 定式化において標準量子力学を完備する新しいモデルによって導入された新しい確率における自発減衰を解析し, 測定のダイナミクスと自発崩壊を記述できることを示す。
より現象論的理論、開系の量子力学、確率波関数モデルとの比較を行う。
新しいモデルでは、励起原子による確率光子放出は真空揺らぎによって引き起こされる。
これらの変動の存在と影響を明らかにするために、すでに多くの研究室で実現されている3種類の実験を再解析する方法が提案されている。
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