Описание
Эта программа генерирует оптические уравнения Блоха для системы из N уровней, а также исходный код на языке C для численного решения уравнений методом Рунге-Кутты четвёртого порядка. При включённой вращающейся волне (и без смешения волн) стационарный режим также рассчитывается прямо в браузере: панель «График» показывает матрицу плотности в зависимости от расстройки одного из полей, а время пролёта атомов через пучок (γt) учитывается как релаксация.
Управление
- Чтобы создать уровень, перетащите уровень, нарисованный в пунктирной рамке (левый верхний угол рисунка), в нужное место или щёлкните по нему, чтобы создать уровень над остальными. Чтобы удалить уровень, перетащите его обратно в рамку или щёлкните по нему в режиме «Удалить».
- Ctrl+Z отменяет, а Ctrl+Y повторяет любое изменение системы (создание, удаление или перемещение уровней, полей, распадов, населённости, значений и параметров), вместе с рисунками панели инструментов.
- Населённость в отсутствие полей показана точками слева от каждого уровня (5 точек = 100 %; последняя может быть заполнена лишь частично). Чтобы изменить её, нажмите «Населённость», а затем щёлкайте по уровням: каждый щелчок включает или исключает уровень, а включённые уровни делят населённость поровну. Для других значений введите число рядом с уровнем, десятичной дробью (0,25) или обыкновенной (1/3); остальные подстроятся так, чтобы сумма была равна 1. Именно к этому распределению релаксирует γt в стационарном режиме, и оно же служит начальным условием кода на C.
- Настройте систему, задав положения состояний (щёлкните и перетащите состояния).
- Добавляйте поля (частоты Раби) и распады прямо на рисунке: нажмите «Поля» или «Распады» в углу рисунка, а затем щёлкните по двум уровням. Чтобы удалить, нажмите «Удалить», а затем щёлкните по стрелке. Нажмите кнопку ещё раз (или Esc), чтобы снова перетаскивать уровни.
- На панели инструментов нажмите «Ур. Блоха».
- Для стационарного режима задайте на панели «Параметры» частоты Раби (Ω), фиксированные расстройки (δ) и скорость (Γ) каждого распада. Чтобы выбрать сканируемое поле, нажмите «Сканировать» в углу рисунка, а затем щёлкните по стрелке поля (она выделяется и получает подпись расстройки); повторный щелчок прекращает сканирование. Несколько сканируемых полей описывают один и тот же лазер на нескольких переходах: ось графика — расстройка первого из них, а каждое из остальных имеет фиксированный сдвиг относительно неё, который можно изменить в таблице. Щёлкните по стрелке, чтобы показать или скрыть её значение (Ω или Γ) на рисунке; кнопки «Ω Значения» и «Γ Значения» показывают все сразу (или скрывают, если все уже видны). Щёлкните по значению, чтобы изменить его прямо там. Панель «График» обновляется сама и вначале показывает только населённости уровней и Im σ сканируемых полей. Щёлкайте по легенде, чтобы показать или скрыть кривые, и используйте «Скачать», чтобы скачать точки.
- В верхней части панели «График» выберите режим: «Спектр» показывает стационарный режим в зависимости от расстройки сканируемого поля; «Время» показывает эволюцию матрицы плотности от начальной населённости, рассчитанную методом Рунге-Кутты 4-го порядка, со всеми фиксированными расстройками из таблицы (в режиме «Время» сканируемого поля нет). Время интегрирования и шаг находятся на панели «Параметры»; если шаг слишком велик для устойчивости, расчёт сам уменьшает его и сообщает об этом под графиком.
Разработчики
Marco P. M. de Souza
Ссылки
M. P. M. de Souza, G. H. H. Pavão, A. A. C. de Almeida и S. S. Vianna,
The Bloch Equation Generator – SimuFísica, arXiv:2506.01108 [quant-ph] (2025).
Ссылка для доступа