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


Transferul cooperativ dintre radiatorii cu multe nivele la interacțiunea lor prin intermediul vidului liber și de cavitate


Autor: Bîzgan Serghei
Gradul:doctor în ştiinţe fizico-matematice
Specialitatea: 01.04.02 - Fizică teoretică şi matematică
Anul:2022
Conducător ştiinţific: Nicolae Enache
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Fizică Aplicată
Instituţia: Institutul de Fizică Aplicată

Statut

Teza a fost susţinută pe 22 iunie 2022 în CSS şi se află în examinare la CNAA

Autoreferat

Adobe PDF document1.09 Mb / în română

Teza

CZU 538.9(043.3)

Adobe PDF document 2.57 Mb / în română
119 pagini


Cuvinte Cheie

microcavitate optică, radiatori, inseparabilitate cuantică, efecte cooperative, tranziție de fază, condensat Bose-Einstein

Adnotare

Teza prezentată de Bîzgan Serghei pentru conferirea gradului de doctor în științe fizice la specialitatea 131.03 „Fizica statistică și cinetică”.

Structura tezei: Teza a fost perfectată la Institutul de Fizică Aplicată, Chișinău, 2021, este scrisă în limba română și constă din introducere, 4 capitole, concluzii generale și recomandări, 176 titluri bibliografice, 103 pagini de text de bază, 28 figuri. Rezultatele prezentate în teză sunt publicate în 9 lucrări științifice.

Domeniul de studiu: efecte cooperative dintre atomi și cavități.

Scopul tezei: Descrierea efectelor cuantice cooperative ale sistemelor formate din radiatori (atomi, molecule etc.) la interacțiunea prin intermediul vidului liber sau câmpului electromagnetic de cavitate și posibilități de aplicare a lor în transmiterea și prelucrarea a informației cuantice.

Obiectivele: să se analize interacțiunea dintre cavități optice cuplate, dopate cu emițători cuantici; să se detecteze fenomenul de inseparabilitate cuantică între atomii plasați în cavități optice distincte; să se demonstreze că indistinctibilitatea dintre atomi și/sau fotoni poate reduce numărul gradelor de libertate prin formarea subspațiilor Hilbert, ce ar permite soluționarea simplificată a problemei; să se demonstreze posibilitatea de dirijare tranziției de fază Bose-Einstein a atomilor de masă mică în interacțiune de schimb neliniară; să se identifice posibilitățile utilizării materialelor optice în procesul decontaminării pentru împrăștierea eficientă a radiației UV în tot volumul fluidului contaminat.

Noutatea și originalitatea științifică: studiul sistemelor cuantice formate din cavități optice cuplate, dopate cu emițători cuantici; a fost propusă utilizarea simetriei sistemelor cuantice de tip molecule fotonice pentru reducerea semnificativă a dimensiunii spațiului Hilbert; a fost studiată dinamica sistemului cuantic format dintr-un atom ce se mișcă prin modurile electromagnetice ce se propagă în sens opus, a fost cercetată tranziția de fază Bose-Einstein a atomilor de masă mică sub influența atomilor grei în cazul unei interacțiuni neliniare între specii.

Problema științifică soluționată: constă în descrierea fenomenelor cooperative ce apar atât la cuplajul dintre cavități optice dopate cu emițători cât și în condensatul neliniar Bose-Einstein în amestec de gaze bosonice. Au fost descrise posibilitățile de dirijare a informației încapsulate în polarizarea emițătorilor optici, la interacțiunea cooperativă prin câmpul evanescent de cavitate.

Rezultatele științifice obținute constau în prezentarea modelării fizice a fenomenelor cooperative și influența acestora asupra dinamicii sistemelor cuantice în interacțiune, reconceptualizarea principiului indistinctibilității prin utilizarea acestuia pentru excitații ale modurilor de cavitate, dezvoltarea modelului ce descrie condensarea Bose-Einstein în amestec de gaze bosonice.

Semnificația teoretică: Este analizată posibilitatea utilizării simetriei de rotației legată de cuplajul dintre cavități prin împachetarea acestora în molecule fotonice, asupra formării subspațiilor Hilbert, ce permite soluționarea simplificată a problemei. Este cercetă interacțiunea cooperativă indirectă dintre două moduri degenerate ale câmpului electromagnetic ce se propagă în sens opus, prin intermediul atomului care se mișcă prin aceste unde. S-a arătat că această interacțiune indirectă poate fi dirijată prin viteza de mișcare a atomului, astfel aceasta modifică esențial simetria interacțiunii dintre atom și modurile câmpului electromagnetic. Este propusă tranziția de fază Bose-Einstein neliniară ce apare în gazul bosonic din două componente la interacțiunea binară dintre cu temperaturi critice diferite de condensare.

Valoarea aplicativă: Sistemele fizice descrise în teză ar putea fi utilizate pentru crearea unei noi clase de senzori cu o sensibilitate sporită, pentru crearea circuitelor logice de prelucrare a informației cuantice. Efectele cooperative cercetate la condensarea Bose-Einstein în amestec de gaze bosonice și posibilitatea manipulării acesteia ar deschide noi perspective de cercetare a fenomenului de condensare Bose Einstein. Implementarea rezultatelor științifice: Rezultatele științifice pot fi utilizate pentru elaborarea cursurilor de specialitate pentru masteranzi sau doctoranzi.

Cuprins


1. EFECTE COOPERATIVE ÎNTRE RADIATORI LA INTERACȚIUNEA PRIN VIDUL LIBER SAU DE CAVITATE
  • 1.1 Efecte cooperative în sisteme cuantice în interacțiune
  • 1.2 Cavități optice cuplate dopate cu radiatori.
  • 1.3 Problema atomului ce se mișcă prin unda electromagnetică
  • 1.4 Influența subsistemelor în interacțiune asupra condensării Bose-Einstein
  • 1.5 Inseparabilitatea cuantică pentru doi q-biți. Corelația cuantică
  • 1.6 Concluzii la capitolul 1

2. TRANSFERUL COOPERATIV DINTRE CAVITĂȚI OPTICE CUPLATE DOPATE CU RADIATORI
  • 2.1 Cercetarea problemei de transfer energetic prin cuplajul dintre mai multe cavități distincte dopate cu radiatori.
  • 2.2 Două cavități cuplate în limita unui factor înalt de calitate.
  • 2.3 Cavități optice cuplate în limita unui factor mic de calitate al cavităților. Ecuația Master.
  • 2.4 Cavități cuplate indistinctibile. Molecule fotonice dopate cu radiatori cu două niveluri.
  • 2.4.1 Problema a două cavități indistinctibile dopate cu radiatori.
  • 2.4.2 Problema a trei cavități indistinctibile dopate cu radiatori.
  • 2.5 Ecuația master și evoluția populației cuasinivelurilor energetice.
  • 2.6 Utilizarea sistemelor de cavități optice cuplate în procesul de decontaminare a fluidelor translucide
  • 2.7 Concluzii la capitolul 2.

3. INTERACȚIUNEA ATOMULUI ÎN MIȘCARE CU UNDA STAȚIONARĂ DE CAVITATE
  • 3.1 Reprezentarea clasică și cuantică a undei staționare.
  • 3.2 Soluția exactă pentru atomul cu două (sau trei) niveluri ce zboară prin cavitate, în interacțiune cu două moduri ale câmpului electromagnetic.
  • 3.3 Influența cuplajului dintre modurile colective asupra dinamicii sistemului cuantic.
  • 3.4 Fluctuațiile cuantice și numărul mediu de fotoni.
  • 3.5 Concluzii la Capitolul 3.

4. CONDENSATUL BOSE-EINSTEIN SUB INFLUENȚA SUBSISTEMULUI DE ATOMI NECONDESAT
  • 4.1 Hamiltonianul efectiv pentru gazul bosonic format din două specii de atomi la interacțiuni intra și inter-specie.
  • 4.2 Tranziția de fază Bose-Einstein și Hamiltonianul efectiv de interacțiune la temperatură finită.
  • 4.3 Influența interacțiunii neliniare cu componenta necondensată asupra tranziției de fază.
  • 4.4 Concluzii la capitolul 4.

CONCLUZII GENERALE ȘI RECOMANDĂRI
BIBLIOGRAFIE
DECLARAȚIA PRIVIND ASUMAREA RĂSPUNDERII
CURRICULUM VITAE