本文目录
什么是拉比频率
当一个原子（或者其它二能级体系）被一束相干光照射的时候，它将周期性地吸收光子并通过受激发射重新将光子发射出来，这样一个周期称为拉比周期，它的倒数称为拉比频率。
在物理学中，拉比周期是在振荡外场中的二能级量子体系的周期性行为。一个二能级系统具有两个可能的状态，如果状态不是简并的，当吸收一份能量以后，体系可以被激发。
这种效应在量子光学、核磁共振和量子计算中非常重要，它是以伊西多·伊萨克·拉比的名字命名的。
这种机制是量子光学的基础，其模型的建立可以依据Jaynes-Cummings模型和布洛赫矢量形式。
例如，对于频率受外部电磁场调制到激发态的二能级原子（该原子的电子可以处于激发态或者基态），利用布洛赫方程可以得到，原子处于激发态的机率为 |cb(t)| 2 = cos(ωt)2 ，其中ω为拉比频率。
更一般地，可以考虑一个没有本征态的二能级体系，如果这个体系初态位于其中一个能级，时间演化将导致每个能级的态密度按照某个特征频率振荡，其角频率也称为拉比频率
拉比振荡的介绍
激光脉冲打入物质中，引起介质上下能级粒子数周期性反转。振荡频率称为拉比频率，此过程发生的前提条件是脉冲时间小于介质的驰豫时间，且不考虑阻尼。这样可以理解为粒子处于的激发态寿命大于脉冲的作用时间。
真空拉比频率g等于多少
拉比频率
当一个原子（或者其它二能级体系）被一束相干光照射的时候，它将周期性地吸收光子并通过受激发射重新将光子发射出来，这样一个周期称为拉比周期，它的倒数称为拉比频率。
在物理学中，拉比周期是在振荡外场中的二能级量子体系的周期性行为。一个二能级系统具有两个可能的状态，如果状态不是简并的，当吸收一份能量以后，体系可以被激发。
这种效应在量子光学、核磁共振和量子计算中非常重要，它是以伊西多·伊萨克·拉比的名字命名的。
这种机制是量子光学的基础，其模型的建立可以依据Jaynes-Cummings模型和布洛赫矢量形式。
例如，对于频率受外部电磁场调制到激发态的二能级原子（该原子的电子可以处于激发态或者基态），利用布洛赫方程可以得到，原子处于激发态的机率为 |cb(t)| 2 = cos(ωt)2 ，其中ω为拉比频率。
更一般地，可以考虑一个没有本征态的二能级体系，如果这个体系初态位于其中一个能级，时间演化将导致每个能级的态密度按照某个特征频率振荡，其角频率也称为拉比频率
薛定谔的猫试验中，怎么做才能让开箱的瞬间猫必然存活
在前面我讲量子力学时曾经谈到“薛定谔的猫”这个思想实验，其实这个实验的目的是为了把微观世界的“叠加态”带到宏观来，起到嘲讽“叠加态”这个概念。因为薛定谔本人并不赞同“叠加态”，包括爱因斯坦最开始也不赞同。
如果你还不懂这个思想实验我再简单讲下，薛定谔的猫其实是一个思想实验，因为量子力学里面有个概念叫“叠加态”，这是什么意思呢？其实就是说一个微观粒子可以同时处于多个状态的叠加，比如微观粒子可以同时存在于2个位置，但是宏观世界是不可能的，一个苹果在A处，那么就绝对不可能在B处。但是微观粒子却拥有同时存在于2个位置的能力，所以我们就说微观粒子具有“叠加态”。
其实关于叠加态，我在前面写量子力学相关文章时多次谈到，如果你还不懂叠加态可以先去看看我往期写的文章，这里就不再详细剖析叠加态了。
由于这里镭元素是否衰变是属于微观意义上的随机事件，所以导致猫的生死也变成随机事件，这并不稀奇。但是问题的关键在于镭元素是否衰变不是我们宏观意义上的“随机”，而是微观意义上的“随机”，关于宏观和微观针对随机的差别我前面也专门写了文章来介绍，这里不再重复。
总之镭元素衰变与否由于属于微观意义的随机，所以镭其实可以处于“衰变”和“未衰变”的叠加态，也就是镭元素同时拥有两个状态，当因果链的源头拥有叠加态，就会导致因果链的末端也出现“叠加态”，也就是猫处于“生”和“死”的叠加态。但是现实中我们宏观世界并未出现过“既生又死”的猫，所以薛定谔认为这个思想实验证明了微观上的“叠加态”是荒谬的。不过让薛定谔没想到的是，自己苦心设计的思想实验，大部分人却把“薛定谔的猫”解读成“为了证明叠加态的正确性”而提出的，不知道薛定谔如果还活着到底是该哭还是该笑。
这里我要再次说明，后来的“贝尔不等式”在微观世界不成立，已经足以证明微观世界的“叠加态”是真实存在的，并非因为微观粒子运动速度太快导致“看起来”像叠加态，“看起来”像叠加态和“本来就是”叠加态，这可是两个不同的概念。关于“贝尔不等式”的详细剖析，我往期也详细写了文章介绍，这里不再重复，感兴趣的朋友可以自己去看看。
现在问题的关键在于“开箱”这个瞬间，猫的生死问题。由于箱子非透明，我们无法通过外界直接观察到里面的结果，所以在开箱之前猫其实一直处于“生”和“死”的叠加态。当我想看看猫的生死去开箱的一瞬间，假设发现猫死了，那么杀死猫的凶手就是你自己，因为开箱前猫处于生死叠加态，开箱后猫死了，也就是你把猫从“叠加态”变回“本征态”的。我前面专门介绍了微观世界的“观察”不仅仅是“发现”结果，而且还是“创造”结果，微观世界的观察和结果是有强烈的因果关系的，这和我们的宏观世界完全不一样，大家要注意。
但是我们有没有办法去开箱，然后让猫必然处于“生”这个状态呢？答案是有的，那就是利用“拉比振荡原理”。虽然微观世界的叠加态表示一种“不确定性”，但是不确定不等于无规律，而微观世界的“不确定”恰好就是一种“规律”，而这个规律的一部分就是“拉比振荡”。
什么是“拉比振荡”呢？其实就是描述微观世界概率的一种方式，大家想过没，如果你对概率论啥都不懂的情况下，你如何才能估算出概率值呢？一个最简单的办法就是大量重复实验算次数，比如针对“薛定谔的猫”这个思想实验，如果真的能在现实当中去做这个实验的话，可以把这个实验重复做，算生和死的次数，从而得出生和死的概率。
前面我曾经给大家写过一篇文章专门介绍“薛定谔方程”的波函数，其中谈到了波函数的模长的平方对应了微观粒子的概率值，如果你还没看这篇文章建议可以先去看看，也就是：
波函数模长*波函数模长=概率
我们可以这样来重复实验，当实验装置准备好以后，我们以准备好的那一刻定义为t=0，那么我们可以统计t=1、t=2、t=3、t=4、t=5、t=6、t=7、t=8，这8个时间点猫的生死次数，从而计算出在这8个时间点猫生和死的概率。
我们首先计算t=1时刻，猫的生和死的概率，既然把时间定为t=1，那么我们就必须重复这个实验很多次，比如100次实验，而且要强调的是，这100次实验都必须把实验装置准备好后等待1秒去开箱看看猫的生死状态，然后把情况统计出来，假设我们的统计结果是猫15次生，85次死，那么我们就大概估算出t=1时刻，猫的生概率是15%，猫死的概率是85%。
有了以上的实验方法，我们接下来就可以计算t=2时刻，猫的生和死的概率，实验方法还是刚刚这样做100次实验，但是这次一定要等实验装置准备好后等待2秒再去开箱看猫的生死，然后你会依然得出猫生的概率可能是25%，猫死的概率是75%。
用同样的方法我们可以计算出t=3、t=4、t=5、t=6、t=7、t=8这些时间点的概率值。请注意，每计算一个某时间点的概率，都要把实验重复100次，由于我们计算了8个时间点的概率，所以累计做实验次数是8*100=800次。
当你把这800次实验做完后，你暂时只看猫生的概率，然后让函数横坐标等于时间，纵坐标等于生的概率，你就会得出如下的函数图。
大家对这个函数图有没有熟悉的感觉，没错！这不就是三角函数当中的余弦函数的变形版本嘛，也就是这个函数y=coswt，其中t是自变量，y是函数值，w就是频率值。由于该函数的值都是0~1之间，而概率值恰好也是0~1之间，所以这两者对应上了。
有了这个概率函数图，我们就可以拯救薛定谔的猫了，因为我只需选择让函数值等于1的时间点去开箱即可，也就是函数的峰值对应的时间点去开箱，那么你会发现猫必然是生这个状态，当然你也可以专门选函数值是0对应的时间点去开箱，你会发现猫必然是死这个状态。如果你选择函数值介于0~1之间的其它点去开箱，那么开箱后猫到底生还是死就完全属于概率事件了。如下图所示。
什么是Rabi频率
一、释义：
Rabi频率即拉比振荡，激光脉冲打入物质中，引起介质上下能级粒子数周期性反转。振荡频率称为为拉比频率，此过程发生的前提条件是脉冲时间小于介质的驰豫时间，且不考虑阻尼。这样可以理解为粒子处于的激发态寿命大于脉冲的作用时间。
二、Rabi频率的历史背景：
1987年，实验发现了称为拉比(Rabi)振荡的效应。在实验中，向不完全真空、且有一定热辐射(2.5K)的腔体内，注入高激发态的里德堡原子，由于所发出的光子在腔体内停留的时间长，高激发态原子在跃迁时，偶极矩又较大，使原子在腔内的自发辐射有可能是可逆的，即反复地释放和吸收光子，这就使原子在上下两能级间来回振荡。当原子跃迁频率恰与某一腔频共振时，即可观察到拉比振荡现象 。
拉比振荡
拉比振荡：
Rabi振荡实际上是两能级量子系跃迁问题,说白了,Rabi振荡实际上就是一类共振问题,出发点是用含时微扰计算 辐射-两能级量子系跃迁 问题,在旋转波近似(rotation wave approx)下,当入射辐射的频率为两能级量子系的Rabi频率时,辐射与量子系内粒子强烈相互作用,表现为,粒子在两能级上出现的概率C成sin平方分布,辐射-量子系的能量在辐射场和粒子间周期性交换,互补分布(即不计吸收时,两部分能量之和守恒),量子系产生Rabi振荡.
Rabi振荡还与Einstein的B系数相关.
在数学上,在以上计算过程中,你可以体会到Dirac的delta函数是如何由sinc平方函数逼进的.
可进一步参考光学Bloch方程,密度矩阵,光学章动(当Rabi频率远远大于辐射阻尼是,才能观察到),等等.
Rabi振荡是量子光学的基础,是理解光谱辐射增宽,动态Stark效应,饱和增宽的基础.
因此激光或者光谱均有所涉及
拉比周期：
在物理学中，拉比周期是在振荡外场中的二能级量子体系的周期性行为。一个二能级系统具有两个可能的状态，如果状态不是简并的，当吸收一份能量以后，体系可以被激发。
这种效应在量子光学、核磁共振和量子计算中非常重要，它是以伊西多·伊萨克·拉比的名字命名的。
当一个原子（或者其它二能级体系）被一束相干光照射的时候，它将周期性地吸收光子并通过受激发射重新将光子发射出来，这样一个周期称为拉比周期，它的倒数称为拉比频率。
这种机制是量子光学的基础，其模型的建立可以依据Jaynes-Cummings模型和布洛赫矢量形式。
例如，对于频率受外部电磁场调制到激发态的二能级原子（该原子的电子可以处于激发态或者基态），利用布洛赫方程可以得到，原子处于激发态的机率为 | cb(t) | 2 = cos(ωt)2 ，其中ω为拉比频率。
更一般地，可以考虑一个没有本征态的二能级体系，如果这个体系初态位于其中一个能级，时间演化将导致每个能级的态密度按照某个特征频率振荡，其角频率也称为拉比频率
拉比振荡的历史背景
1987年，实验发现了称为拉比(Rabi)振荡的效应。在实验中，向不完全真空、且有一定热辐射(2.5K)的腔体内，注入高激发态的里德堡原子，由于所发出的光子在腔体内停留的时间长，高激发态原子在跃迁时，偶极矩又较大，使原子在腔内的自发辐射有可能是可逆的，即反复地释放和吸收光子，这就使原子在上下两能级间来回振荡。当原子跃迁频率恰与某一腔频共振时，即可观察到拉比振荡现象 。
拉比振荡的模型特点
一个处于拉比振荡的粒子处在能量基态被激发到激发态的概率C成sin平方分布，此外，当所加光场的频率远离两能级的共振线时，将失去场对原子的的作用 。
微观世界一切都是概率吗
微观世界必须用概率，不能用肯定性语句，因为微观世界本身就是不确定的，这个不确定性并非我们人类的物理学发展的不够好，也不是我们的观察仪器不够先进，而是微观世界的本质属性，但是有没有一种方法，能够用非常肯定的语气来表达一个微观粒子将来必然发生某事呢。
什么是拉比振荡，其实理解起来很简单，因为描述一个微观粒子我们只能用概率，当你把一个微观粒子放进某个小空间内后，我们只能这样说：3秒后微观粒子在中心位置的概率是30%，4秒后微观粒子在中心的概率是70%，5秒后微观粒子在中心的概率是90%，类似这种概率方式来表达。
但是不知道大家发现没有，随着时间的推演，微观粒子在中心位置的概率值其实是一直在变化的，如果你有兴趣研究下这个变化，其实是非常有规律的变化，这个概率值会忽高忽低一直在0和1之间震荡，我们就称这个为“拉比振荡”。当然实际的拉比振荡比这个要复杂的多，这个只是简化版本说明。有了这个拉比振荡，你只需要画出微观粒子概率值的一个曲线图，横坐标是时间，纵坐标是概率值，你把这个图一画出来就会发现类似如下的函数图。
大家发现没，概率值一直在0和1之间震动，而且函数图非常有概率，有点类似我们的正弦函数。所以我们只要搞懂了这个函数表达式到底是啥，那么就可以求出当概率等于1和概率等于0时对应的时间值是多少。概率等于1表示必然会发生，概率等于0表示必然不发生。
所以我们掌握了拉比振荡，就可以利用这点预测出微观粒子未来某个时间一定会如何，或者一定不会如何。这就是一种肯定性表达。和宏观世界我们用牛顿力学来预测一个物体将来的状态是一个道理。但是宏观世界的肯定是一种“完全肯定”，因为宏观世界我们利用牛顿力学可以预测未来任意时间点物体必然会如何，但是微观世界我们利用拉比振荡只能预测一个微观粒子未来某几个时间点一定会如何，不能预测未来任意时间点一定会如何。
所以从这个角度分析不难看出，宏观世界的确定性的确是完备的，而微观世界的确定性的确很弱，应该说微观世界大部分时候都是不确定的，只有极少数特殊情况的某个时间点才确定。而造成微观世界的不确定性，并不是由于我们目前科学发展得不够好，而是微观世界的内在属性。
当然也许你会问：宏观世界也有很多不确定的事物存在啊，比如混沌系统。不可否则混沌系统的确很难确定，但是这种不确定性并不是宏观世界内在属性，而是因为变量实在太多，以人类目前的科学水平还无法将其确定下来而已。所以宏观世界的不确定性和微观世界的不确定性完全是两码事。前者可以靠科学的进步不断完善，后者则是无论科学如何进步都无法改变这个“微观世界的不确定性”，希望大家要把这两者分开。
