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有限时间Stückelberg干涉测量与纳米机械模式

DOI：10.1088/1367-2630/aa5a3f 期刊：New Journal of Physics 出版年份：2017 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 施图克尔伯格干涉描述了双模在通过一个避免交叉能级时产生的强耦合干涉现象。本研究通过拓展朗道-齐纳问题的有限时间解，探究了施图克尔伯格干涉中的有限时间效应，并给出了双程施图克尔伯格问题的精确解析解。在不同极限条件下近似计算双程返回概率振幅，揭示了施图克尔伯格干涉中有限时间效应影响能量相干交换的未知参数区域。我们发现精确解的长时间极限形式上与已广为人知的绝热脉冲模型相吻合——据我们所知，这是目前唯一被报道的施图克尔伯格干涉区域。实验上，我们采用高品质因数的经典强耦合纳米机械双模系统研究了所有预测区域。该经典双模系统由高应力氮化硅弦谐振器的面内与面外基频弯曲模构成，通过电场梯度实现耦合。基于实验与理论发现，我们研究了特征系统控制参数对施图克尔伯格干涉起始的影响，在无需显式穿越避免交叉的情况下仍观测到两模间特征性的激发振荡。这些发现不仅适用于经典力学双模系统，也可推广至任意强耦合（量子）二能级系统，例如自旋-1/2系统或超导量子比特。
作者： Maximilian J Seitner，Hugo Ribeiro，Johannes K?lbl，Thomas Faust，Eva M Weig
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研究概述 实验方案

研究目的

研究Stückelberg干涉测量中的有限时间效应，并通过扩展Landau-Zener问题的有限时间解来讨论双程Stückelberg问题的精确解析解。

研究成果

该论文揭示了有限时间在Stückelberg干涉测量中的重要性，表明常用的绝热脉冲模型未能涵盖问题的全部复杂性。它对Stückelberg干涉测量中先前未被发现的参数区域进行了分类，并通过经典双模系统对这些发现进行了实验验证。

研究不足

该研究在室温下进行，这可能导致系统参数出现波动和不确定性。由于对样品施加了长时间的斜坡变化，需要考虑机械阻尼。

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