Efectos cuánticos en la interacción entre átomos con radiación en cavidades

• Autores: Berlín, Guido
• Año de publicación: 2003
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Aliaga, Jorge Luis
• Materia: OPERADORES RELEVANTES; MODELO DE JAYNES-CUMMINGS; APROXIMACION DE ONDA ROTANTE; ENTRELAZAMIENTO; RELEVANT OPERATORS; JAYNES; CUMMINGS MODEL; ROTATING WAVE APPROXIMATION; ENTANGLEMENT
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La idea central de la presente tesis es poner de manifesto efectoscuánticos que aparecen en la interacción entre átomos de pocos nivelescon radiación electromagnética y entre modos de radiación entre sí considerandola radiación cuantificada. Se trataron diferentes sistemas deinterés en el ámbito de la elcctrodinámica cuántica de cavidades, utilizandotécnicas como la de hallar los operadores relevantes en el marcode la teoría de álgebras dinámicas y también utilizando ecuación maestrapara la evolución del operador densidad. Se estudió el problema deun átomo de dos niveles interactuando con dos modos de radiación enpresencia de un medio no lineal. Para este sistema se encontró que lapresencia del medio no lineal inhibe los efectos típicos de estos sistemascomo ser los colapsos y resurrecciones de la inversión de población, ytambién el antiagrupamiento. También se estudió un hamiltoniano de Jaynes-Cummings generalizado que no toma en cuenta la aproximaciónde onda rotante y además en presencia de un campo externo. Se pudoencontrar un conjunto de operadores adecuado para estudiar este sistemaque permite evaluar la evolución temporal del valor medio de cualquiercantidad de relevancia. En la presente tesis se hace una propuesta parapoder utilizar un divisor dc haz como discriminador de entrelazamientoentre dos modos del campo electromagnético; además en algunos casospodemos identificar diferentes elementos de la base de Bell. También eneste trabajo se hace un estudio de factibilidad de una propuesta paragenerar en forma condicional estados de Fock en una cavidad. Para ellose relajan aproximaciones y se tienen en cuenta las pérdidas dentro dela cavidad, encontrándose que el esquema es robusto antes condicionesreales, siendo entonces promisoria su realización experimental.
The main idea of this thesis is to expose quantum effects that appearon the interaction between few level atoms and electromagnetic radiation,and between radiation modes, considering that the electromagneticfield is quantized. Different problems of interest on the field of Cavity Quantum Electrodynamics were studied, using techniques such us findingthe relevant operators in the scenario of dynamical algebras theory,and also the density matrix approach. We studied the problem of a twolevel atom interacting with two modes of radiation in the presence of anon-linear medium. We found that, for this particular system, the nonlinearmedium inhibits the decay of the population of the excited level,and the antibunching effect on the radiation field. We also studied ageneralized Jaynes-Cummings hamiltonian that does not take into accountthe Rotating Wave Approximation, and also in the presence ofan external driving field. We found a set of relevant operators suitablefor studying this problem, that allows us to solve the temporal evolutionof the mean value of the mean value of any quantity of interest. Inthis thesis, a proposal is made for using a beam-splitter as a state andentanglement detector between two modes of the electromagnetic field. We also found that in some cases we can discriminate between differentelements of the Bell basis. We also tackle the problem of the factibilityof a proposal for conditionally generating Fock states of the radiation ina cavity. We modified a previously proposed model, account for cavitylosses, take into account levels that were adiabatiacally eliminated, andconcluded that the proposal is robust under experimental conditions.
Fil: Berlín, Guido. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.