Desenvolvimento da Criação de Luz Não-Clássica em Amostras de Átomos Frios em 3D

Resumo

Fontes de luz não clássicas, como fótons únicos e pares de fótons emaranhados, são essenciais para a computação quântica, comunicação quântica segura e metrologia de precisão. Métodos tradicionais, embora eficazes, muitas vezes não produzem luz com as propriedades espectrais necessárias para a integração com sistemas como memórias quânticas. Avanços recentes demonstraram que ensembles atômicos podem gerar luz não clássica com as características espectrais necessárias, tornando-os altamente vantajosos para aplicações em tecnologias quânticas. Avançar na geração e compreensão da luz não clássica por meio de ensembles atômicos constitui a base das tecnologias quânticas emergentes. Este projeto, liderado pela Dra. Mathilde Hugbart no Institut de Physique de Nice (INPHYNI), visa explorar a geração de luz não clássica por ensembles atômicos frios tridimensionais.O objetivo final do projeto é observar a antibunching de fótons, um marco da luz não clássica, em ensembles atômicos frios 3D, além de explorar como a dimensionalidade impacta a geração de luz não clássica. O projeto compreende várias fases. Inicialmente, serão realizadas medições de transmissão do feixe de prova e da função de correlação de segunda ordem em um pequeno ângulo. Essas medições ajudarão a identificar e quantificar as limitações na geração de luz não clássica por meio de ensembles atômicos 3D. Uma vez identificadas, serão desenvolvidas e implementadas estratégias para contornar essas limitações. A etapa final envolverá a modificação do sistema de detecção para medir a função de correlação de intensidade g^2(tau)<1 na direção frontal e a realização de medições preliminares visando observar a antibunching, caracterizada por g^2(0)<1.O beneficiário ganhará experiência prática com sistemas ópticos e de detecção de última geração, cruciais para medir estatísticas temporais da luz e funções de correlação. Ao final do estágio, o beneficiário terá adquirido conhecimento abrangente sobre técnicas experimentais e computacionais para medir e analisar correlações de luz. Essa expertise contribuirá diretamente para o projeto de pesquisa de pós-doutorado do candidato no IFSC-USP, permitindo a implementação de metodologias avançadas para investigar interações de campo próximo e propriedades de espalhamento de luz em amostras atômicas densas.