zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-896Research ArticleСтатьиЗапрещенные углы излучения квантовых антеннForbidden Radiation Angles of Quantum AntennasПешкоИ. А.PeshkoI. A.

Минск

Minsk

i.peshko@ifanbel.bas-net.byИнститут физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus202109102021885682688Copyright © Пешко И.А., 20212021Пешко И.А.Peshko I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/896

Исследована квантовая антенна, состоящая из набора двухуровневых атомов, расположенных на одной прямой и находящихся в различных начальных состояниях. Показано, что если начальное состояние квантовой антенны представляет собой симметричное состояние Дике, то для нее возможно полное подавление излучения в определенных направлениях. Вероятность одновременного обнаружения фотонов по таким направлениям равна нулю. Этот результат невозможен для псевдоклассического симметричного начального состояния антенны, которое не имеет квантовой запутанности, и для этого состояния вероятность обнаружить фотон под любым углом всегда отлична от нуля. Описано качественное отличие механизма интерференции для псевдоклассических и квантовых состояний антенны.

A quantum antenna consisting of a set of two-level atoms situated on one straight line and prepared in different initial states is investigated. It is shown that if the initial state of a quantum antenna is a symmetric Dicke state, then for it a total suppression of radiation in definite directions is possible. Probability of simultaneous photon detections in these directions is equal to zero. This result is impossible for the pseudoclassical symmetric initial state of the antenna, which does not have quantum entanglement, and for such a state the probability of detecting a photon at any angle is always nonzero. The qualitative difference of the interference mechanism for the pseudo-classical and quantum antenna states is described.

квантовая антеннакорреляционная функцияквантовая запутанностьсостояние Дикеквантовая интерференцияquantum antennacorrelation functionquantum entanglementDicke statequantum interferenceReferencesG. Y. Slepyan, S. Vlasenko, D. Mogilevtsev. Adv. Quantum Technol., 3, N 4 (2020) 1900120G. Y. Slepyan, S. Vlasenko, D. Mogilevtsev. Adv. Quantum Technol., 3, N 4 (2020) 1900120A. Mikhalychev, D. Mogilevtsev, G. Y. Slepyan, I. Karuseichyk, G. Buchs, D. L. Boiko, A. Boag. Phys. Rev. Appl., 9, N 2 (2018) 024021A. Mikhalychev, D. Mogilevtsev, G. Y. Slepyan, I. Karuseichyk, G. Buchs, D. L. Boiko, A. Boag. Phys. Rev. Appl., 9, N 2 (2018) 024021С. В. Власенко. Журн. прикл. спектр., 87, № 6 (2020) 936—940S. V. Vlasenko. J. Appl. Spectr., 87, N 6 (2020) 1067—1071R. Wiegner, J. von Zanthier, G. S. Agarwal. Phys. Rev. A, 84, N 2 (2011) 023805R. Wiegner, J. von Zanthier, G. S. Agarwal. Phys. Rev. A, 84, N 2 (2011) 023805D. Bhatti, R. Schneider, S. Oppel, J. von Zanthier. Phys. Rev. Lett., 120, N 11 (2018) 113603D. Bhatti, R. Schneider, S. Oppel, J. von Zanthier. Phys. Rev. Lett., 120, N 11 (2018) 113603Y. Shih. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 13, N 4 (2007) 1016—1030Y. Shih. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 13, N 4 (2007) 1016—1030S. Sidhu, P. Kok. Phys. Rev. A, 95, N 6 (2017) 063829S. Sidhu, P. Kok. Phys. Rev. A, 95, N 6 (2017) 063829C. L. Degen, F. Reinhard, P. Cappellaro. Rev. Mod. Phys., 89, N 3 (2017) 035002C. L. Degen, F. Reinhard, P. Cappellaro. Rev. Mod. Phys., 89, N 3 (2017) 035002C. H. Bennett, P. W. Shor. IEEE Transact. Inform. Theory, 44, N 6 (1998) 2724—2742C. H. Bennett, P. W. Shor. IEEE Transact. Inform. Theory, 44, N 6 (1998) 2724—2742J. L. O’Brien. Science, 318, N 5856 (2007) 1567—1570J. L. O’Brien. Science, 318, N 5856 (2007) 1567—1570R. H. Dicke. Phys. Rev., 93, N 1 (1954) 99—110R. H. Dicke. Phys. Rev., 93, N 1 (1954) 99—110D. Bhatti, M. Bojer, J. von Zanthier. arXiv:2105.04892 (2021)D. Bhatti, M. Bojer, J. von Zanthier. arXiv:2105.04892 (2021)M. Ma. Theory and Application of Antenna Arrays, Wiley-Interscience, Jhon Wiley&Sons Inc. (1974)M. Ma. Theory and Application of Antenna Arrays, Wiley-Interscience, Jhon Wiley&Sons Inc. (1974)C. A. Balanis. Antenna Theory: Analysis and Design, Wiley-Interscience, USA (2005)C. A. Balanis. Antenna Theory: Analysis and Design, Wiley-Interscience, USA (2005)G. S. Agarwal. Quantum Optics, Cambridge University Press (2012)G. S. Agarwal. Quantum Optics, Cambridge University Press (2012)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.