ПИ-И́МПУЛЬС

ПИ-И́МПУЛЬС ($π$-импульс), им­пульс элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния, частота ко­то­рого ре­зо­на­нс­на соб­ст­вен­ной ча­сто­те двух­уров­не­вой кван­то­вой сис­те­мы. Пло­щадь $π$-им­пуль­са $$\Theta=(1/\hbar)d_{21}\int\limits_{-\infty}^{\infty}E(t)dt$$ рав­на $π$. Здесь $\hbar$ – по­сто­ян­ная План­ка, $E(t)$ – ам­пли­ту­да им­пуль­са, $t$ – вре­мя, $d_{21}$ – мат­рич­ный эле­мент ди­поль­но­го мо­мен­та пе­ре­хо­да ме­ж­ду со­стоя­ния­ми $|1〉$ и $|2〉$ (cм. Двух­уров­не­вая сис­те­ма). По­ня­тие пло­ща­ди при­ме­ни­мо к им­пуль­сам, дли­тель­ность ко­то­рых су­ще­ст­вен­но мень­ше вре­ме­ни про­доль­ной $T_1$ и по­пе­реч­ной $T_2$ ре­лак­са­ции, ко­гда их взаи­модей­ст­вие с ан­самб­лем двух­уров­не­вых сис­тем име­ет ко­ге­рент­ный ха­рак­тер. При ус­ло­вии точ­но­го ре­зо­нан­са эво­лю­цию двух­уров­не­вой сис­те­мы в элек­тро­маг­нит­ном по­ле мож­но пред­ста­вить как вра­ще­ние век­то­ра Бло­ха $\boldsymbol R$ с по­сто­ян­ной дли­ной во­круг «ре­ак­тив­ной» оси, т. е. как вра­ще­ние, при ко­то­ром из­ме­ня­ют­ся «про­доль­ная» ком­по­нен­та $w$ век­то­ра $\boldsymbol R$ (раз­ность на­се­лён­но­стей уров­ней) и его ак­тив­ная со­став­ляю­щая $v$, от­вет­ст­вен­ная за по­гло­ще­ние или ис­пус­ка­ние элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния. При этом пол­ный угол по­во­ро­та век­то­ра Бло­ха ра­вен $Θ$. Т. о., пло­щадь им­пуль­са пол­но­стью оп­ре­де­ля­ет со­стоя­ние двух­уров­не­вой сис­те­мы по окон­ча­нии взаи­мо­дей­ст­вия. В ча­ст­но­сти, при $Θ=π$ со­стоя­ние кван­то­вой сис­те­мы ин­вер­ти­ру­ет­ся: ак­тив­ная ком­по­нен­та и раз­ность на­се­лён­но­стей при­ни­ма­ют зна­че­ния, рав­ные по ве­ли­чи­не на­чаль­ным, но про­ти­во­по­лож­ные по зна­ку.

Пред­став­ле­ние о пло­ща­ди им­пуль­сов ис­поль­зу­ет­ся в тео­рии ре­зо­нанс­но­го вза­и­мо­дей­ст­вия элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния с ве­ще­ст­вом, в ра­дио­спек­тро­ско­пии, не­ли­ней­ной оп­ти­ке в эф­фек­тах за­ту­ха­ния сво­бод­ной по­ля­ри­за­ции, са­мо­ин­ду­ци­ро­ван­ной про­зрач­но­сти, оп­тич. ну­та­ции и др.