Quantum-Limit Spectroscopy

این کتاب ایده‌های اصلی، روش‌ها و پیشرفت‌های اخیر طیف‌سنجی نوری با حد کوانتومی و کاربردهای اطلاعات کوانتومی، طیف‌سنجی وضوح، اندازه‌گیری‌های فراتر از محدودیت‌های کوانتومی، اندازه‌گیری ناهمدوسی، و درهم تنیدگی را پوشش می‌دهد. طیف‌سنجی حد کوانتومی در مرز تکنیک‌های تجربی و نظری کنونی قرار دارد و یکی از حوزه‌های طیف‌سنجی اتمی است که در آن کوانتیزه کردن میدان برای پیش‌بینی و تفسیر نتایج تجربی موجود ضروری است. در حال حاضر، به دلیل پیشرفت قابل توجه در به دام انداختن و سرد کردن اتم ها و یون های منفرد، علاقه فزاینده ای به طیف سنجی کوانتومی و دقیق هم از نظر تئوری و هم تجربی وجود دارد. این پیشرفت به فرد امکان می دهد تا با دقیق ترین جزئیات روش های تعامل نور با اتم ها و اندازه گیری خواص طیفی و اثرات کوانتومی را با دقت بالا بررسی کند. علاوه بر این، به فرد اجازه می‌دهد تا آزمایش‌های ظریف مکانیک کوانتومی را در مقیاس تک اتم و تک فوتون انجام دهد که به سختی حتی به عنوان «آزمایش‌های فکری» چند سال پیش قابل تصور بود.

This book covers the main ideas, methods, and recent developments of quantum-limit optical spectroscopy and applications to quantum information, resolution spectroscopy, measurements beyond quantum limits, measurement of decoherence, and entanglement. Quantum-limit spectroscopy lies at the frontier of current experimental and theoretical techniques, and is one of the areas of atomic spectroscopy where the quantization of the field is essential to predict and interpret the existing experimental results. Currently, there is an increasing interest in quantum and precision spectroscopy both theoretically and experimentally, due to significant progress in trapping and cooling of single atoms and ions. This progress allows one to explore in the most intimate detail the ways in which light interacts with atoms and to measure spectral properties and quantum effects with high precision. Moreover, it allows one to perform subtle tests of quantum mechanics on the single atom and single photon scale which were hardly even imaginable as ``thought experiments'' a few years ago.