Коллективное излучение и сверхизлучение: динамика Дикке как макроскопический квантовый эффект
10:00-12:00 мск, четверг 23 апреля 2026 г
Robert H. Dicke Нобелевская премия 1965
В рамках сопутствующей серии онлайн-семинаров к Международному Симпозиуме «От квантовой динамики к макроскопической кинетике»
30 окт — 3 ноября 2026 года, проводится семинар, посвящённый коллективному излучению (эффекту сверхизлучения), впервые систематически описанному Р. Дикке.
Семинар открывает серию «Нобелевские траектории» и посвящён коллективному излучению — эффекту сверхизлучения, впервые систематически описанному Робертом Дикке.
Ведущий семинара академик РАН Владимир Владиленович Кочаровский.
Работы Дикке показали, что система большого числа квантовых излучателей, взаимодействующих с общим электромагнитным полем, может демонстрировать режим излучения, который не сводится к сумме независимых переходов. В этом режиме определяющей становится согласованная динамика всей системы, приводящая к макроскопически наблюдаемому эффекту.
Важно, что сверхизлучение возникает не как частный квантовый эффект, а как результат коллективной квантовой динамики, в которой взаимодействия и корреляции между элементами системы играют решающую роль. Это делает эффект Дикке одним из первых чётко сформулированных примеров того, как микроскопическая квантовая динамика приводит к устойчивым макроскопическим проявлениям.
Семинар проводится в открытом формате и доступен по регистрации.
Центральный вопрос семинара — что открытие Дикке изменило в нашем понимании коллективных квантовых систем и почему этот подход оказался значимым далеко за пределами квантовой оптики. Обсуждение направлено на выявление физических связей между коллективным излучением и другими квантовыми эффектами, в которых макроскопические свойства возникают из согласованной микроскопической динамики.
Этот семинар открывает нобелевскую серию как линию обсуждений, в которой нобелевские открытия рассматриваются не как отдельные достижения, а как точки углубления общего понимания физических систем и механизмов перехода от квантовой динамики к макроскопическим эффектам.
Краткий перечень вопросов для обсуждения
1. Квантовые сверхизлучающие и сверхпоглощающие состояния 2-уровневых атомов (спинов) и проблема их создания внешним когерентным высокочастотным электромагнитным полем.
2. Спонтанное возникновение сверхизлучающего состояния ансамбля инвертированных атомов (спинов) — классическая (диссипативная) неустойчивость их коллективной (поляритонной) моды.
3. Кинетическое описание линейной и нелинейной динамики коллективных состояний ансамбля и уравнения Максвелла-Блоха с учетом релаксации когерентности атомов (спинов) и мод э.-м. поля.
4. Примеры экспериментального исследования явления сверхизлучения Дике при импульсной и непрерывной накачке атомов или других 2-уровневых центров в открытом резонаторе и без него.
5. Проблемы и теория сверхизлучающих лазеров с непрерывной некогерентной накачкой и неравновесный (неоднородный) квантовый временной кристалл с биениями поляритонных мод.
6. Недавние предложения по обобщению трактовки сверхизлучения (квантовая интерференция) и расширению возможных ансамблей активных центров и излучаемых полей (диапазон э.-м. поля).
До встречи на семинаре.
Академик РАН Владимир Владиленович Кочаровский
Семинар проводит
Академик РАН Владимир Владиленович Кочаровский
Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук
Среди многих достижений академика
В.В. Кочаровского входит развитие концепции волн отрицательной энергии и их диссипативной неустойчивости в активных средах с квантовыми и с классическими осцилляторами, объясняющая явление коллективного спонтанного излучения и дающая аналитическое описание его макроскопических квантовых флуктуаций.
Разработанный метод описания явления сверхизлучения (коллективного спонтанного излучения) как диссипативной неустойчивости волн отрицательной энергии позволил предсказать существование этого явления в классических системах физики плазмы и электроники и обнаружить его при рекомбинации электронов и дырок в полупроводниковых гетероструктурах. В частности, был предложен первый классический аналог сверхизлучения Дике — циклотронное сверхизлучение.
В области квантовой оптики развит метод феноменологической квантовой электродинамики сплошных активных сред для анализа коллективных квантовых неустойчивостей в неравновесных системах.
В модели конформно-плоского гравитационного поля, взаимодействующего с массивным скалярным полем материи, доказана перенормируемость и причинность теории квантовой гравитации с неограниченным снизу гамильтонианом и обнаружено явление сосуществования инфракрасной и ультрафиолетовой асимптотических свобод.
Семинар адресован научным сотрудникам, преподавателям, аспирантам и студентам старших курсов, работающим в квантовой физике и смежных дисциплинах, а также всем, кто заинтересован в физическом понимании механизмов формирования макроскопической квантовой когерентности.