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Fenômenos quânticos e localização em sistemas optomecânicos

Texto completo
Autor(es):
Thales Figueiredo Roque
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Imprenta: Campinas, SP.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Data de defesa:
Membros da banca:
Antonio Vidiella Barranco; Gustavo Silva Wiederhecker; Marcos César de Oliveira; Celso Jorge Villas Boas; Reginaldo de Jesus Napolitano
Orientador: Antonio Vidiella Barranco
Resumo

Os sistemas optomecânicos são sistemas físicos onde a radiação interage com graus de liberdade mecânicos por meio da pressão de radiação. Estes sistemas destacam-se pela flexibilidade e pelo alto grau de controle sobre a interação optomecânica. Nesta tese, nós apresentamos um estudo teórico acerca dos sistemas optomecânicos, o qual pode ser dividido em duas partes: a primeira parte se dedica ao uso de sistemas optomecânicos na geração de estados não clássicos, e a segunda parte se dedica ao estudo da localização de Anderson em redes optomecânicas. Na primeira parte, nós estudamos, primeiramente, a geração de estados da radiação com estatística sub-Poissoniana no regime quântico não linear. Este tópico já havia sido estudado anteriormente em um sistema convencional composto por uma cavidade ótica acoplada a um oscilador mecânico. Neste trabalho, consideramos um sistema onde duas cavidades óticas interagem com um único oscilador mecânico. Nós mostramos que o sistema estudado permite a geração de estados com estatística sub-Poissoniana significativamente mais acentuada do que o sistema convencional. Além disso, os estados gerados são mais robustos com respeito ao ruído térmico do ambiente. Em seguida, estudamos a geração de estados estacionários comprimidos do oscilador mecânico em sistemas optomecânicos quadráticos operando no regime quântico linear. Nós mostramos que, bombeando a cavidade ótica com \textit{lasers} com frequências e amplitudes específicas, é possível gerar estados estacionários comprimidos do oscilador mecânico. Na segunda parte, nós estudamos a localização de Anderson em redes optomecânicas desordenadas. Redes optomecânicas são arranjos espacialmente ordenados de inúmeros modos óticos e mecânicos que interagem entre si por meio do acoplamento optomecânico. Em um cenário realista, devido a imprecisões na fabricação deste sistema, os parâmetros seriam desordenados. Nossos resultados mostram que os autoestados deste sistema são exponencialmente localizados. Além disso, observamos a existência de dois regimes de operação em redes optomecânicas desordenadas: o regime de acoplamento fraco e o regime de acoplamento forte. A transição entre estes dois regimes apresenta características não triviais que poderiam ser utilizadas para detectar experimentalmente a localização nestas estruturas. Nós estudamos também a dinâmica clássica de redes optomecânicas desordenadas no regime instável. Este é um tópico bastante desafiador, uma vez que a dinâmica é essencialmente não linear neste regime. Nós mostramos que, em um regime de parâmetros específico, é possível utilizar a aproximação linear para tempos curtos, e os resultados desta aproximação fornecem importantes informações sobre a dinâmica não linear. Nós ainda analisamos brevemente a emergência de comportamento caótico neste regime (AU)

Processo FAPESP: 12/10476-0 - Sistemas optomecânicos em cavidades com três espelhos.
Beneficiário:Thales Figueiredo Roque
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado