Rabi-Spaltung ⇐ Artikelentwürfe

[Anonymous]

'''Rabi-Splitting'' ist
=== Übersicht ===

Wenn ein begrenzter elektromagnetischer Modus (z. B. in einem optischen oder Mikrowellenhohlraum) schwach mit einer Materialanregung interagiert, weist das System eine einzelne verbreiterte Resonanz auf. Im starken Kopplungsbereich hybridisieren jedoch der Photonenmodus und die Materieanregung und bilden zwei neue Eigenmoden. Diese Hybridmoden sind frequenzmäßig getrennt und der Energieunterschied zwischen ihnen wird als Rabi-Aufspaltung bezeichnet.

Das Phänomen kann in der Hohlraumquantenelektrodynamik, Exziton-Polariton, beobachtet werden
=== Theoretische Beschreibung ===

In einem einfachen gekoppelten Zweimodensystem, das durch die Theorie der gekoppelten Moden oder das Jaynes-Cummings-Modell beschrieben wird, ist die Rabi-Aufspaltung bei Resonanz wie folgt gegeben:

:\Omega_R = 2g

wo:
* \Omega_R ist die Rabi-Aufteilung,
* g ist die Kopplungsstärke zwischen den Licht- und Materiemodi.

In realistischen Systemen mit Verlustleistung tritt eine starke Kopplung auf, wenn die Kopplungsstärke die kombinierten Verlustraten des Systems übersteigt. Ein häufig verwendetes Kriterium ist:

:g > \frac{\kappa + \gamma}{4}

wo:
* \kappa ist die Hohlraumzerfallsrate,
* \gamma ist die Abklingrate der Materialanregung.

== Kreuzung vermieden ==

Die Rabi-Aufspaltung wird häufig experimentell durch eine vermiedene Kreuzung in den Dispersionsbeziehungen identifiziert. Wenn die Frequenzen der entkoppelten Photonen- und Materiemoden auf Resonanz eingestellt werden, anstatt sich zu kreuzen, stoßen sich die Moden gegenseitig ab und bilden zwei getrennte Zweige. Die minimale Frequenzlücke bei Resonanz entspricht der Rabi-Aufspaltung.

== Vakuum-Rabi-Spaltung ==

Wenn die Aufspaltung aufgrund der Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Vakuumfeld auftritt (ohne von außen injizierte Photonen), wird das Phänomen als Vakuum-Rabi-Spaltung bezeichnet. Dieser Effekt ist von zentraler Bedeutung für die Quantenelektrodynamik des Hohlraums und zeigt die quantisierte Natur des elektromagnetischen Feldes.

== Siehe auch ==

* Rabi-Oszillation
* Starke Kopplung
* Jaynes-Cummings-Modell
* Hohlraumquantenelektrodynamik
* Polaritonen