Un teoreha su l’ottica dei mezzi non omogenei attivi

Carlo Scotti

Di Pietro, Ludovica

Nel presente elaborato si analizza una fase intermedia di un esperimento di intrappolamento e raffreddamento di atomi di rubidio-87 che ha l’obiettivo finale di trasportare e studiare il gas di atomi freddi all’interno di una fibra ottica a nucleo cavo. La fase considerata è detta “melassa ottica” e consiste nel raffreddamento laser di atomi a temperature inferiori al limite Doppler in assenza di campi magnetici. Si sono determinati i valori dei campi magnetici compensatori necessari per annullare i campi magnetici esterni. Questi valori sono in modulo superiori, in tutte e tre le direzioni ortogonali analizzate, alle corrispondenti componenti del campo magnetico terrestre. Si è poi determinato che, per una potenza dei fasci laser di (15.0 ± 0.8) mW, un detuning pari a δ/2π ≃ −24.4 MHz è quello che permette al gas di atomi di raggiungere la temperatura inferiore che è risultata essere vicina ai 50 µK. Quando il detuning dei fasci laser è δ/2π ≃127.0 MHz, la potenza a cui corrisponde il raffreddamento maggiore è P = (34.3 ± 1.7) mW. Si è infine osservato che l’andamento della temperatura raggiunta dalla melassa ottica in funzione dell’intensità I dei fasci laser è coerente con quanto previsto dalla teoria e in particolare che le temperature misurate quando i fasci hanno una potenza P = (15.0 ± 0.8) mW e P = (34.3 ± 1.7) mW sono consistenti con l’andamento atteso, proporzionale a I/δ.

G. Bakker

F. S. Cataliotti, Augusto Smerzi

Confinare la dinamica di un sistema quantistico attraverso osservazioni ripetute.È il risultato presentato su Nature Communications da un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia e del Laboratorio Europeo per la Spettroscopia non Lineare (LENS) dell'Università di Firenze, dell'Istituto Nazionale di Ottica (CNR-INO) e del nuovo centro di ricerca interdisciplinare "Quantum Science and Technology in Arcetri" (QSTAR) ("Experimental Realization of Quantum Zeno Dynamics", OPEN ACCESS: http://www.nature.com/ncomms/2014/140130/ncomms4194/full/ncomms4194.html ).È stato dimostrato sperimentalmente un effetto noto come "Quantum Zeno Dynamics", che si ispira a uno dei famosi paradossi sul movimento del filosofo di Elea.Zenone argomenta che, osservando una freccia in movimento, in ogni istante essa occupa una sola posizione nello spazio apparendo immobile, se ne deduce che l'insieme di stati immobili non può corrispondere al movimento.Questa conclusione, paradossale per la fisica classica, è perfettamente logica in fisica quantistica, dove il processo di misura può perturbare la dinamica fino a congelarla 1 ; come già 1 Misra, B. & Sudarshan, E. C. G. "The Zeno's paradox in quantum theory" J. Math.Phys.

Riccardo Cusinato

La Tesi ha lo scopo di realizzare e testare un dispositivo per la rivelazione di stati a singolo fotone necessari per la Distribuzione Quantistica di Chiave (QKD). Il dispositivo verra realizzato con componentistiche in fibra ottica. Nella tesi lo studente inizialmente dovra studiare il modello teorico di QKD e lo schema che verra utilizzato per rivelare la polarizzazione dei singolo fotoni. In seguito, lo studente studiera in laboratorio un prototipo di analizzatore di qubit in polarizzazione. La tesi si concludera con i test del dispositivo. La Tesi si inquadra nel Gruppo di Ricerca QuantumFuture del DEI, attivo nella sperimentazione della Comunicazione e dell'Informazione Quantistica. The Thesis aims to realize and test a device for the detection of single photon states necessary for Quantum Key Distribution (QKD). The device will be made with fiber optic components. In the thesis the student will initially have to study the theoretical model of QKD and the scheme that will be used to reveal the polarization of single photons. Afterwards, the student will study a prototype of a polarization qubit analyzer in the laboratory. The thesis will end with the device tests. The Thesis is part of the DEI QuantumFuture Research Group, active in the experimentation of Quantum Communication and Information.