Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english


Studiul dinamicii cuantice în sistemele moleculare dipolare


Autor: Mîrzac Alexandra
Gradul:doctor în ştiinţe fizico-matematice
Specialitatea: 01.04.02 - Fizică teoretică şi matematică
Anul:2022
Conducător ştiinţific: Mihail Macovei
doctor habilitat, conferenţiar cercetător
Instituţia: Institutul de Fizică Aplicată

Statut

Teza a fost susţinută pe 17 iunie 2022 în CSS şi se află în examinare la CNAA

Autoreferat

Adobe PDF document1.53 Mb / în română
Adobe PDF document1.53 Mb / în engleză

Teza

CZU

Adobe PDF document 2.25 Mb / în română
156 pagini


Cuvinte Cheie

sistem cu două nivele, Λ-sistem cu trei niveluri, dipol permanent, fluorescența la rezonanță, comprimare, laser terahertz, procese cuantice multiple, interferență cuantică, conversia multifotonică, emițător cuantic, statistică super-Poissoniană

Adnotare

Teza este scrisă în limba engleză și constă din introducere, 4 capitole, concluzii generale și recomandări, și lista a 205 referințe bibliografice. Teza conține 134 pagini de text de bază, 19 figuri și 141 formule. Rezultatele prezentate în teză sunt publicate în 16 lucrări științifice.

Scopul tezei: Detectarea proprietăților noi în dinamica cuantică a sistemelor cu două niveluri și trei niveluri energetice de tip Λ care posedă dipol permanent nenul și sunt cuplate cu cavitatea optică cuantică sau rezonator opto-mecanic.

Obiectivele tezei: Demonstrarea efectelor de comprimare în spectrul fluorescenței de rezonanță a sistemelor cu două niveluri pompate laser; Determinarea spectrului fluctuațiilor cuantice totale a sistemelor dipolare cu două niveluri; Identificarea mecanismelor de emisie laser și răcire în domeniul THz în sistem cu trei nivele energetice de tip Λ cuplat prin dipol permanent nenul cu un oscilator cuantic; Demonstrarea efectelor de interferență cuantică care induc emisie laser și răcire cuantică într-un domeniu extins de frecvențe; Cercetarea metodei de conversie optică de la domeniul optic spre domeniul microundelor, prin pomparea rezonantă a sistemlor asimetrice cu două nivele încorporat de un rezonator cuantic unimod; Demonstrarea proprietăților multifotonice ale cavității cuantice care conține un sistem asimetric cu două niveluri, prin suprapunerea multifotonică a stărilor generate.

Noutatea științifică și originalitatea rezultatelor: au fost demonstrate proprietățile noi ale spectrului fluorescenței de rezonanță al fotonilor emiși spontan de către un sistem dipolar cu două niveluri; au fost determinate două mecanisme distincte ale emisiei laser și răcirii cuantice întrun sistem de tip Λ cu trei niveluri cu dipol permanent nenul, implicând procese cuantice unitare și binare; a fost demonstrată conversia frecvenței fotonilor din domeniul optic în domeniul microundelor prin pomparea rezonantă a unui emițător asimetric cu două niveluri incorporat într-un rezonator cuantic unimodal.

Problema științifică soluționată constă în calculul și analiza proprietăților dinamicii cuantice a sistemelor cu două și trei niveluri energetice, care posedă dipol permanent nenul și interacționează cu câmpuri externe coerente laser.

Semnificația teoretică și valoarea aplicativă: în această teză, este investigată dinamica complexă cuantică a unui sistem cu două niveluri, cu dipol permanent nenul, interacționând cu câmp laser. Au fost determinate noi proprietăți ale sistemului dipolar cu două niveluri prin observarea unor aspecte distincte în spectrele fluorescenței la rezonanță ale fotonilor emiși spontan, comprimării fluorescenței de rezonanță și fluctuațiilor cuantice totale, față de cazul neglijării dipolului permanent. A fost cercetat modelul unui sistem de tip Λ cu trei niveluri energetice cu nivel superior cuplat cu un oscilator cuantic unimodal. În cadrul acestui model au fost identificate două cazuri distincte de emisie laser și de răcire laser în domeniul THz. În primul caz, modelul este redus la un sistem cu două nivele. În al doilea caz, modelul este extins la un sistem echidistant de trei niveluri, în care frecvența qubitului este apropiată de frecvența generalizată Rabi. A fost modelată dinamica multifotonică a sistemului dipolar cu două niveluri plasat într-o cavitate optică cuantică și cuplată cu aceasta prin dipol permanent. A fost demonstrată modularea frecvenței fotonilor din domeniul optic în domeniul microundelor prin pomparea rezonantă a emițătorului optic asimetric cu două niveluri plasat într-un rezonator cuantic unimodal.

Implementarea rezultatelor științifice: studiile prezentate în această teză au fost implementate cu succes în cadrul proiectului național (15.817.02.09F), cu suportul financiar al Agenției Naționale pentru Cercetare și Dezvoltare, grant Nr.20.80009.5007.07 și cu suportul Bursei Naționale oferită de Federația Mondială a Savanților în Moldova.

Cuprins


1. MOLECULAR DIPOLAR SYSTEMS IN QUANTUM OPTICS
  • 1.1. Two-level systems possessing a permanent dipole moment
  • 1.2. Resonance fluorescence and squeezing in molecular dipolar systems
  • 1.3. Cooling phenomena in dipolar systems
  • 1.4. Terahertz lasing in quantum dipolar systems
  • 1.5. Multiphoton dynamics of quantum dipolar systems
  • 1.6. Conclusions to the Chapter 1

2. PROPERTIES OF NON-CLASSICAL LIGHT SCATTERED BY LASER-PUMPED
MOLECULES POSSESSING PERMANENT DIPOLES
  • 2.1. The theoretical framework
  • 2.2. Resonance fluorescence spectrum of a two-level system
  • 2.3. Squeezing spectra and quantum fluctuations
  • 2.6. Conclusions to the Chapter 2

3. DYNAMICS OF A QUANTUM OSCILLATOR COUPLED WITH
A THREE-LEVEL Λ-TYPE EMITTER
  • țțț
  • 3.1. The theoretical framework
  • 3.2. The dressed-state master equation of the three-level Λ-type system
  • 3.3. Lasing and cooling effects in the three-level Λ-type system
  • 3.3.1. Lasing and cooling in the resonant case (I)
  • 3.3.2. Lasing and cooling in the resonant case (II)
  • 3.4. Conclusions to the Chapter 3

4. MICROWAVE MULTIPHOTON CONVERSION VIA COHERENTLY
DRIVEN PERMANENT DIPOLE SYSTEMS
  • 4.1. The theoretical framework
  • 4.2. Results and discussions
  • 4.3. Conclusions to the Chapter 4

CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS
REFERENCES
RESPONSIBILITY DECLARATION
ANNEXES
CURRICULUM VITAE