Yksikään kvanttisysteemi ei voi olla täysin eristetty ympäristöstään, mikä johtaa informaation välittymiseen systeemin ja ympäristön välillä. Optomekaniikassa, missä tyypillinen tutkittava systeemi on peileistä koostuva optinen kaviteetti yhdistettynä mekaaniseen värähtelijään, systeemin ja ympäristön lineaarisesta kytkennästä johtuvat dissipaatioilmiöt ovat hyvin tunnettuja. Epälineaarisia ilmiöitä ei kuitenkaan ymmärretä yhtä laajasti. Tutkin epälineaarista kytkentää kaviteetin ja lämpökylvyn välillä ja havainnollistan tästä kytkennästä johtuvia ilmiöitä kuten epälineaarista dissipaatiota. Esitän myös optisen kaviteetin epälineaarisen dissipaation oikeuttavan mallin, missä optinen kaviteetti ja lämpökylpy vuorovaikuttavat kaksitilasysteemien kanssa. Antaakseni tämän työn tuloksille kontekstia, sisällytän pohjustavat katsaukset optomekaniikkaan, avoimiin kvanttisysteemeihin ja kaksitilasysteemeihin sekä näiden aihealueiden tutkimiseen käytettäviin menetelmiin. Esitän myös esimerkkilaskuja yksinkertaistetuista malleista ja lisäksi johdan kaikki tässä työssä käytetyt menetelmät mahdollisimman pedagogisen lähesymistavan saavuttamiseksi.
Edetessään väliaineessa neutriinojen ja materian välillä tapahtuu kahdenlaisia törmäyksiä: koherentteja ja epäkoherentteja törmäyksiä. Koherentit törmäykset aiheuttavat taustapotentiaalin, joka muuttaa neutriinojen ominaisenergioita. Epäkoherentit törmäykset aiheuttavat puolestaan kvanttivaimennustekijöitä, jotka vaikuttavat neutriinotilojen dynaamiseen kehitykseen. Tässä tutkielmassa tarkastellaan relativististen neutriinojen sekoittumista kuvaavan formalismin johtamista kvanttikenttäteoriaan pohjautuvista lähtökohdista. Tutkielmassa lähdetään liikkeelle Schwinger-Keldysh yhtälöstä, josta johdetaan yleiset Kadanoff-Baym (KB) yhtälöt Wigner-avaruudessa. KB-yhtälöt ratkaistaan käyttäen koherenttia kvasihiukkasapproksimaatiota (cQPA). cQPA-mallista seuraa, että systeemin faasiavaruudessa esiintyy täysin uudenlaisia koherenssikuoria, jotka voidaan tunnistaa sisältävän informaatiota ei-lokaalista kvanttikoherenssista. Tutkielmassa siis tarkastellaan kuinka neutriinoille voidaan johtaa liikeyhtälöt, jotka huomioivat kvanttikoherenssin ilman lisäoletuksia. Johdettujen liikeyhtälöiden avulla voidaan laskea koherenttien neutriinotilojen välistä sirontaa, johon tämänhetkiset mallit eivät kykene. Lisäksi näiden liikeyhtälöiden avulla voidaan johtaa neutriinojen tiheysmatriisiformalismi yleisemmistä lähtökohdista kuin mitä on aikaisemmin tehty.