Oscillazioni di Rabi nel doppio pozzo

Preparazione. Il sistema parte nel primo autostato del doppio pozzo, quindi P(state 1) è quasi 1 e P(state 2) quasi 0. Non partiamo da uno stato localizzato a sinistra.

QPE preset #17

Questa pagina descrive il fenomeno usando come fonte primaria il preset e i moduli numerici attualmente implementati in QPE.

Idea fisica

Il doppio pozzo pilotato crea un laboratorio spaziale per la fisica di Rabi. Il riferimento a due livelli aiuta a capire detuning e frequenza di trasferimento, mentre QPE continua a propagare la funzione d’onda completa e può mostrare deviazioni dal limite ideale.

Relazione chiave. Un bias periodico accoppia due stati bassi. Nel limite a due livelli la popolazione oscilla alla frequenza di Rabi generalizzata Ω=√(Ω_R²+Δ²).

Protocollo guidato dal preset

Preparazione. Il sistema parte nel primo autostato del doppio pozzo, quindi P(state 1) è quasi 1 e P(state 2) quasi 0. Non partiamo da uno stato localizzato a sinistra.

Drive. Un piccolo bias lineare oscilla come F(t)x. Poichè i primi due autostati hanno parità opposta, l'operatore x li accoppia fortemente.

Risonanza. Qui la frequenza del drive è scelta vicino a (E2-E1)/hbar. In Analysis -> Rabi vedrai P1 diminuire mentre P2 cresce quasi fino a 1, poi il processo si inverte.

Confronto. Carica subito dopo Off Resonance: geometria, stato iniziale e ampiezza sono identici; cambia soltanto omega. Fuori risonanza il trasferimento resta incompleto.

Idea chiave. Il solver continua a propagare la vera psi(x,y). Le curve tratteggiate sono soltanto il modello a due livelli in rotating-wave approximation, usato come riferimento per leggere la dinamica completa.

Cosa osservare e come studiarlo

Avvia il preset senza modifiche e identifica prima l’osservabile che cambia.
Modifica un solo parametro alla volta, quindi Reset e ripeti.
Confronta sempre il rendering con i numeri del pannello Analysis: l’immagine è una vista, non una misura completa.

Storia e stato sperimentale

La dinamica di Rabi nasce dagli esperimenti di risonanza su sistemi a pochi livelli. Oggi la stessa matematica governa qubit, atomi, spin e molti dispositivi coerenti.

Scala fisica rappresentativa

Piattaforma rappresentativa	atomo Rb-87 ultrafreddo / onda di materia confinata
Base della mappatura	mappatura tramite unità cinetica di Rb-87
1 unità di lunghezza QPE	1 µm
1 unità di tempo QPE	1.37 ms
Scala energetica E₀=ħ/T₀	0.481 peV
Frequenza equivalente E₀/h	0.116 kHz
Nota	Mappatura rappresentativa per atomi freddi. Frequenze di trappola, geometrie ottiche e protocolli sugli stati interni determinano la scala reale di laboratorio; qui si vuole solo l’ordine di grandezza.

La scala è un ponte d’ordine di grandezza dalle unità adimensionali di QPE a una piattaforma plausibile; non trasforma il preset in una simulazione quantitativa di quello specifico apparato.

Riferimenti essenziali

I. I. Rabi — Space Quantization in a Gyrating Magnetic Field (Phys. Rev. 51, 652 (1937))

Continua lo studio

Apri Modello & Limiti per sapere esattamente cosa QPE calcola e cosa lascia fuori. Per i valori correnti usa Help → Current Experiment → Current Parameters.