Efeitos não lineares em eletrodinâmica quântica de cavidades de dois modos

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)