¿Se viola la conservación de la energía en la absorción espontánea?

Para un átomo de 2 niveles en una cavidad con un campo electromagnético cuantificado monomodo (en el estado de fotón cero-estado de vacío) existen oscilaciones QED Rabi, donde el átomo emite y absorbe constantemente un fotón. (del modelo de Jaynes-Cummings)

La energía media del vacío es ℏ ω / 2 dónde ω es la frecuencia del campo electromagnético. En el caso de resonancia, la frecuencia de transición es ω = ( mi F − mi i ) / ℏ , dónde mi i y mi F son los estados de energía del átomo y mi F > mi i .

Se dice que el átomo exhibe emisión y absorción espontáneas. No entiendo cómo la energía absorbida del estado de vacío es suficiente para elevarlo al nivel de energía superior.

La absorción espontánea es el caso cuando hay un fotón presente en el campo (por encima de la energía del vacío), cuya energía se transfiere al átomo. Parece estar insinuando que la energía del vacío en sí misma puede usarse para excitar el átomo, lo cual no es el caso. ¿Cuáles son sus razones para hacer esa afirmación? Es decir, ¿qué literatura, u otra, le dio esa impresión?
Mi referencia es 'Introducción a la óptica cuántica' de C. Gerry y PL Knight.
Es un libro bastante largo: debe ser específico para la sección y el nivel de página.
Mientras discutimos el modelo de Jaynes Cummings para un átomo en una cavidad con un campo electromagnético cuantificado de modo único (en el estado de fotón cero), existen oscilaciones QED Rabi, donde el átomo emite y absorbe constantemente un fotón. Esto es lo que dice el autor, marca la diferencia entre un campo semiclásico y un campo cuántico.
Capítulo 4, Modelo de Jaynes-Cummings- Página 93
Debe incorporar esa información en su pregunta.

Respuestas (1)

El modelo que está utilizando evidentemente tiene una energía de estado fundamental como dice "la energía de vacío promedio está dada por 1 2 ℏ ω .

Luego, continúe e identifique este estado fundamental "supuesto" de un oscilador cuántico como de la frecuencia necesaria para la transición. Mirando este enlace para el modelo de Jaynes-Cumming , no se invoca un vacío, solo existe un campo externo con el modo de frecuencia , y ese campo, por supuesto, lleva energía que puede transferirse al átomo de dos estados, que luego puede relajarse y devolverlo al campo.

Dado que, por construcción, la energía del campo (su vacío) es igual a la diferencia en los niveles de energía, no hay problema con el balance de energía.

¿Se viola la conservación de la energía en la absorción espontánea?
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