Superradiance and inhomogeneous broadening. I: Spontaneous emission by two slightly detuned sources

Summary

The co-operative decay of two initially excited quantum sources is studied when they do not have the same resonance frequency. The theory here presented avoids those assumptions which are inherent in the semi-classical approach and shows that, in the presence of detuning, quantum correlations between the sources and the field play a central role. In this first paper particular attention is devoted to the description of the method used as well as to the acquaintance with some physical quantities introduced, in view of their intensive use in the case of a large number of detuned sources, analysed in the following paper.

Riassunto

Si studia il decadimento cooperativo di due sorgenti quantistiche eccitate, quando esse non hanno la stessa frequenza di risonanza. La teoria qui presentata evita quelle ipotesi che sono inerenti all’approccio semiclassico e mostra che in presenza di frequenze differenti le correlazioni quantistiche tra le sorgenti ed il campo giocano un ruolo essenziale. In questo primo lavoro, particolare attenzione è dedicata alla descrizione del metodo usato ed alla familiarizzazione con alcune quantità fisiche introdotte, in vista del loro intenso uso nel caso di un gran numero di sorgenti disaccordate studiate nel lavoro seguente.

Резюоме

Исследуется кооперативный распад двух первоначально возбужденных квантовых источников в том случае, когда они имеют не одинаковые резонансные частоты. В предложенной теории не используются предположения, которыесвойственны полуклассическому подходу. Показывается, что при наличии разности частот квантовые корреляции между источниками и полем играют существенную роль. В этой первой статье особое внимание уделяется описание используемого метода, а также знакомству с некоторыми введенными физическими величинами, в силу их интенсивного использования в слуцае большого числа расстроенных источников, которые анализируются в следующей статье.