Absorção de fótons correlacionados por nuvens atômicas densas e frias

Resumo

Nuvens atômicas densas representam uma plataforma interessante para estudar efeitos coletivos, como super- e subradiância. Por outro lado, a emissão e absorção correlacionadas de fótons emaranhados tem aplicações importantes em tecnologias quânticas, em particular, em protocolos de comunicação quântica. Geralmente, fótons gêmeos são emitidos (ou absorvidos) por átomos únicos que exploram uma estrutura atômica multinível. A questão que gostaríamos de abordar neste projeto de pesquisa, teoricamente e experimentalmente, é se os fótons gêmeos podem ser absorvidos coletivamente por dois átomos, desde que estejam suficientemente próximos para interagirem entre si através de forças dipolares.A pesquisadora visitante convidada tem reconhecida experiência na produção de fótons gêmeos e publicou pesquisas sobre as consequências de correlações não clássicas na absorção de dois fótons por um único absorvedor quântico. Por outro lado, nosso experimento em São Carlos já é capaz de produzir nuvens muito densas de átomos de estrôncio ultrafrios. Juntamente com a investigadora, tentaremos descobrir se e em que regime de parâmetros o nosso sistema deverá ser capaz de demonstrar a absorção cooperativa de fótons correlacionados, e o que poderão ser assinaturas experimentais inequívocas. (AU)