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Efeitos não lineares em eletrodinâmica quântica de cavidades de dois modos

Processo: 18/22402-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de março de 2019 - 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física
Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
Pesquisador responsável:Celso Jorge Villas-Bôas
Beneficiário:Celso Jorge Villas-Bôas
Pesq. responsável no exterior: Gerhard Rempe
Instituição no exterior: Technische Universität München, Garching (TUM), Alemanha
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesq. associados:Carlos Eduardo Máximo ; Romain Pierre Marcel Bachelard
Vinculado ao auxílio:13/04162-5 - Desenvolvimento de sensores quânticos com átomos ultrafrios, AP.TEM
Assunto(s):Física de dois fótons  Óptica quântica  Eletrodinâmica quântica de cavidade  Medições quânticas de não demolição  Cooperação internacional 

Resumo

Este projeto visa trazer experimentos de eletrodinâmica quântica de cavidade (cavity-QED) para o próximo nível: vamos investigar o acoplamento não-linear entre um único átomo (com diferentes configurações de níveis) e dois fótons distinguíveis contidos em dois modos diferentes de ressonadores ópticos, estendendo assim o cenário de cavity-QED padrão (com um único modo óptico). Vamos investigar efeitos de alta intensidade como a mistura de quatro ondas que pode ser esperada já no nível de fótons únicos por modo. Estudaremos também fenômenos com mais de um fóton, indo além dos resultados relatados para números de fótons muito baixos em [C. Hamsen et al., Nature Physics, 14, 885 (2018)]. Possíveis aplicações incluem a medição não demolidora do número de fótons em um determinado modo. O projeto contribuirá fortemente para o fortalecimento das colaborações científicas entre os grupos do Instituto Max-Planck (MPQ) e da UFSCar, bem como o envolvimento de doutorandos, pós-doutores e demais pesquisadores. (AU)