原子与光子相互作用(基本过程和应用)

本书是诺贝尔物理学奖获得者Claude Cohen-Tannoudji教授的一本非常精彩的研究生教材著作。在物理学界，特别是原子分子和光物理学界，产生了巨大的影响。定位是研究生教材和相关科技人员的参考书目。

本书着重研究原子分子物理、量子光学和激光物理中光与原子相互作用。光子的各种基本过程包括发射、吸收、散射或者原子之间的交换作用，都用图示法进行了详细的描述和刻画。本文介绍了多种不同的理论方法，包括：微扰法、豫解法、主方程法、朗之万方程法、光学布洛赫方程法、原子光子缀饰态法等。每种方法都自洽地描述，读者可以单章独立阅读。通过对一些简单和重要物理现象的分析，对各种方法的优势和局限性也进行了详细的阐述。 本书不仅适合研究生仔细研读，也是相关科研人员值得人手一册的参考书。

"颜波，浙江大学百人计划研究员/博士生导师。 2000-2004年，浙江大学 本科 2004-2009年，上海光机所 博士 2009-2011年，中科大微尺度国家实验室，博士后 2011-2015年，美国科罗拉多大学JILA，博士后 2015年入选国家“青年千人”。同年，回浙江大学物理系任职。 颜波博士长期从事冷原子，冷分子研究。特别是关于三维光晶格中超冷分子的研究，第一次实验观测到超冷分子的偶极自旋交换作用。文章以颜波博士为第一作者发表在Nature杂志上。至今，颜波博士共发表 SCI 文章20多篇，包括1篇Nature，1篇Science，6篇Physical Review Letter，引用次数超过900次。 景俊，教授/博士生导师 上海交通大学物理系本科（1998~2002）、硕博连读（2002~2007），2007年获理论物理博士学位。上海大学物理系讲师、副教授（2007~2014）。美国史蒂文斯理工学院博士后（2010~2012）。西班牙巴斯克大学理论物理系（2013、2015）、美国纽约大学水牛城分校物理系（2013~2014）"

第1章 电动力学中的跃迁几率幅
1.1 物理过程中的几率幅
1.2 跃迁几率幅的时间依赖关系
1.2.1 分立能级间的耦合
1.2.2 分立能级和连续谱之间的共振耦合
1.2.3 连续谱内或连续谱之间的耦合
1.3 电动力学中的应用
1.3.1 库仑规范下的哈密顿量
1.3.2 按电荷量qα的幂次展开
1.3.3 按横场的作用强度幂次展开
1.3.4 在粒子哈密顿中包含库仑相互作用的优势
1.3.5 跃迁几率幅的图示法
1.4 补充材料：跃迁几率幅的微扰计算——一些有用的公式
1.4.1 相互作用表象
1.4.2 跃迁几率幅的微扰展开
1.4.3 跃迁几率
1.5 补充材料：用等效哈密顿量描述微扰效应
1.5.1 序言和目标
1.5.2 方案的基本原理
1.5.3 确定等效哈密顿量
1.5.4 两个相互作用系统的情况
1.6 补充材料：离散能级耦合到宽带连续谱——一个简单模型
1.6.1 模型的描述
1.6.2 系统的稳态：在新连续谱中追踪离散态
1.6.3 模型的应用例子
1.6.4 推广到更实际的连续谱——不通过离散化的哈密顿量对角化
第2章 光与原子相互作用一览
2.1 辐射过程：一个新光子的产生
2.1.1 两个离散态之间的自发辐射——原子激发态的辐射衰减
2.1.2 连续谱和离散态之间的自发辐射
2.1.3 离化连续谱中两态之间的自发辐射——轫致辐射
2.2 吸收过程：一个光子的消失
2.2.1 两个离散态之间的吸收
2.2.2 离散态和连续态之间的吸收
2.2.3 两个离化连续态之间的吸收：逆轫致辐射
2.2.4 光场初态对吸收过程动力学的影响
2.3 散射过程：一个光子消失，另一个光子产生
2.3.1 散射振幅——图示法
2.3.2 光子被原子或分子系统散射的不同类型
2.3.3 共振散射
2.4 多光子过程：若干光子的产生或者消失
2.4.1 双光子自发辐射
2.4.2 两个离散态之间的多光子吸收 (以及受激辐射)
2.4.3 多光子电离
2.4.4 谐波产生
2.4.5 多光子散射和准共振散射
2.5 辐射修正：光子辐射再吸收 (或吸收再辐射)
2.5.1 自发辐射修正
2.5.2 受激辐射修正
2.6 交换光子诱导的相互作用
2.6.1 两个带电粒子间交换横向光子：库仑相互作用的一阶修正
2.6.2 两个中性原子间的范德瓦尔斯相互作用
2.7 补充材料：光探测信号和关联函数
2.7.1 原子型光探测器的简单模型
2.7.2 激发几率与关联函数
2.7.3 宽带光探测
2.7.4 窄带光探测
2.7.5 双光探测信号
2.8 补充材料：泡利-菲尔兹表象下的辐射修正
2.8.1 泡利-菲尔兹变换
2.8.2 新表象下的可观测量
2.8.3 物理讨论
第3章 跃迁几率幅的非微扰计算
第4章 被当作热库的辐射：粒子主方程
第5章 光学布洛赫方程
第6章 缀饰态原子方法
习题
附录 库仑规范下的量子电动力学——必要结果汇总
参考文献
索引