Studiul dinamicii rezonatorului nanomecanic cuplat cu un punct cuantic excitat cu lumină coerentă
|
StatutTeza a fost susţinută pe 29 iunie 2018 în CSSşi aprobată de CNAA pe 23 noiembrie 2018 Autoreferat – 0.62 Mb / în românăTezaCZU 530.145+535.14
|
Cuvinte Cheie
nanorezonator mecanic, punct cuantic, corelații cuantice foton-fonon / fononfonon, răcire cuanticăAdnotare
Structura tezei: Teza a fost perfectată la Institutul de Fizică Aplicată, Chișinău, este scrisă în limba română și constă din introducere, 3 capitole, concluzii generale și recomandări, 163 titluri bibliografice, 127 pagini de text de bază, 26 figuri, o tabelă.
Rezultatele prezentate în teză sunt publicate în 12 lucrări științifice.
Domeniul de studiu: Optomecanică cuantică.
Scopul tezei: Modelare și analiza proprietăților / efectelor cuantice de interacțiune ale sistemelor mixte formate din rezonator mecanic cuantificat, rezonator optic și atomi artificiali pompați de radiație externă coerentă.
Obiectivele tezei:
- să se analize interacțiunea dintre modurile fononice și fotonice în sistemul format din cavitate optică, rezonator nanomecanic și qubit pompat laser;
- să se detecteze fenomenul de răcire cuantică prin detectarea fotonilor emiși în cavitate;
- să se identifice fenomenul de amplificare a corelațiilor fonon-fonon în sistemul qubitrezonator nanomecanic;
- să se precizeze numeric diferiți parametri pentru identificarea stărilor cuantice corespunzătoare pentru realizare experimentală.
Noutatea și originalitatea științifică: studiul în premieră a proprietăților unui sistem optomecanic mixt format din rezonator nanomecanic și cavitate optică, interacțiunile dintre care sunt intermediate de un punct cuantic pompat coerent cu lumină laser.
Problema științifică soluționată constă în analiza dinamicii rezonatorului nanomecanic pe care sunt plasate unul sau mai multe puncte cuantice pompate, intercalate sau nu într-o cavitate optică, ceea ce a dus la:
- atestarea corelațiilor cuantice foton-fonon;
- identificarea fenomenului răcirii cuantice și a posibilității de detectare a acestuia;
- demonstrarea amplificării semnalului optic prin intermediul celui mecanic, și
- stabilirea corelațiilor fonon-fonon pentru cuplări puternice qubiți-rezonator mecanic cuantificat.
Semnificația teoretică și aplicativă: În lucrare este prezentat modelul interacțiunii dintre cavitate optică, rezonator nanomecanic și qubit în calitate de agent mediator. · Sunt dezvoltate două modele formate din cavitate optică, rezonator nanomecanic și qubit sau un set de qubiți pompați cu radiație coerentă externă.
A fost realizat studiul complet al dinamicii rezonatorului nanomecanic și au fost operate aproximațiile corespunzătoare ale sistemelor propuse.
Sunt formulate anumite recomandări pentru realizarea experimentelor care implică sisteme optomecanice similare în vederea observării fenomenului răcirii cuantice, obținerii corelațiilor cuantice foton-fonon, sau fonon-fonon pentru cuplări puternice. Este recomandată includerea în sistemele optomecanice a punctelor cuantice în scopul îmbogățirii tabloului interacțiuni, dar și a proprietăților cuantice.
Rezultatele obținute pot fi utilizate în modelarea și analiza proprietăților / efectelor cuantice de interacțiune ale sistemelor mixte formate din rezonator mecanic cuantificat, rezonator optic și atomi artificiali pompați de radiație externă coerentă.
Cuprins
- 1.1 Microrezonatoare mecanice
- 1.2 Nanorezonatoare mecanice
- 1.3 Sisteme mixte opto-nanomecanice
- 1.3.1 Unele sisteme optomecanice
- 1.3.2 Sisteme cuantice deschise
- 1.4 Concluzii la capitolul
2. CORELAȚII CUANTICE ÎNTRE FONONI ȘI FOTONI
- 2.1 Modelul și formalismul analitic
- 2.1.1 Cuantificarea câmpului fotonic / fononic
- 2.1.2 Influența rezervorului asupra sistemului de interes
- 2.1.3 Sistemul LASER-qubit-rezonator nanomecanic-cavitate
- 2.1.4 Interacțiunea atomului artificial cu radiația electromagnetică sau cu vibrațiile cuantificate
- 2.1.5 Ecuația master
- 2.1.6 Stări îmbrăcate
- 2.1.7 Excluderea variabilelor qubitului
- 2.2 Corelații cuantice fononi-fotoni
- 2.2.1 Dezacord albastru laser-cavitate
- 2.2.2 Ecuația master în reprezentarea Heisenberg
- 2.2.3 Corelații cuantice, cazul staționar
- 2.2.4 Corelații cuantice, cazul nestaționar
- 2.3 Dinamica cuantică a răcirii fononice
- 2.3.1 Dezacord roșu laser-cavitate
- 2.3.2 Răcire cuantică: cazul staționar
- 2.3.3 Răcire cuantică: cazul nestaționar
- 2.4 Concluzii la capitolul 2
3 CUPLAREA INTENSĂ DINTRE REZONATORUL NANOMECANIC ȘI PUNCTELE CUANTICE
- 3.1 Modelul studiat 102
- 3.1.1 Sistemul LASER-qubiți- rezonator nanomecanic în interacțiune cu rezervorul
- 3.1.2 Hamiltonianul problemei 104 3.1.3 Ecuația master
- 3.1.4 Diagonalizarea hamiltonianului de interacțiune. Stări îmbrăcate
- 3.1.5 Eliminarea qubitului ca sistem rapid oscilant
- 3.2 Corelații cuantice neliniare fononi-fononi
- 3.2.1 Nerespectarea aproximației seculare
- 3.2.2 Dinamica stărilor staționare ale rezonatorului mecanic cuantificat
- 3.2.3 Cazul nestaționar
- 3.3 Concluzii la capitolul 3
CONCLUZII GENERALE ȘI RECOMANDĂRI
Referenţi Oficiali
- Petru Hadji
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Fizică Aplicată - Alexandru Cliucanov
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea de Stat din Moldova
Membrii Consiliului Ştiintific
- Florentin Paladi, preşedinte
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea de Stat din Moldova - Serghei Ostraovschi, secretar
doctor habilitat, conferenţiar cercetător - Sofia Clochişner, membru
doctor habilitat, profesor cercetător - Nicolae Enache, membru
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Fizică Aplicată - Denis Nica , membru
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea de Stat din Moldova
Teze
Acte Normative
