Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5357.pdf: 11039751 bytes, checksum: 1534d2a0d9db4a8e8f0feb6c57f55080 (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / The simultaneously incidence of two light beams on one or more atoms causes destructive interference of these beams in atomic states causing cancellation of the absorption of one of the incident beams and this phenomenon is called Electromagnetically Induced Transparency (EIT). The main objective of this work is to show that the Electromagnetically Induced Transparency, which is usually studied in the quantum context, can be modeled classically as a function of coupled harmonic oscillators subject to an external force and dissipation. To will establish the classical equivalence, it will be presented the theory of the EIT in diferent quantum systems and also the theory of classic harmonic oscillators. Analogies will be performed comparing the classical and quantum equations of motion obtained for each scheme. For this, we perform the equivalence of EIT in quantum systems as atoms in three levels in Λ configuration, two-level atoms plus a cavity mode and the cavity optomechanics with the classical system of two coupled harmonics oscillator forced and damped. We also analyze the equivalence of two diferent quantum systems: three level atoms plus one cavity mode and four levels atoms in free space with a classical system composed by three coupled harmonic oscilators, forced and damped, in diferent configurations. / A incidência simultânea de dois feixes luminosos em um ou mais átomos provoca a interferência destrutiva desses feixes em um dos estados atômicos causando o cancelamento da absorção de um dos feixes incidentes e esse fenômeno é denominado Transparência Eletromagneticamente Induzida (\Electromagnetically Induced Transparency", EIT). O objetivo principal deste trabalho é mostrar que a Transparência Eletromagneticamente Induzida, que é normalmente estudada no contexto quântico, pode ser modelada classicamente em função de osciladores harmônicos amortecidos forçados e acoplados. Para que a equivalência clássica seja bem fundamentada, será apresentada a teoria da EIT em diversos sistemas quânticos e também a teoria dos osciladores harmônicos clássicos. As equivalências serão realizadas comparando as equações de movimento clássicas e quânticas obtidas para cada regime. Para isso, vamos realizar a equivalência da EIT em sistemas quânticos de átomos de três níveis em configuração Λ, dois níveis atômicos mais um modo da cavidade e a optomecânica de cavidades com o sistema clássico de dois osciladores harmônicos amortecidos forçados e acoplados. Logo após, será analisada a equivalência de dois sistemas quânticos compostos por átomos de três níveis mais um modo da cavidade e átomos de quatro níveis com os sistemas clássicos de três osciladores harmônicos amortecidos forçados e acoplados em diferentes configurações.

Apresentamos dois modelos para o elétron na eletrodinâmica clássica que incorporam alguns efeitos da eletrodinâmica quântica. No primeiro modelo, o elétron é tratado como uma partícula extensa como conseqüência das oscilações de alta-freqüência (Zitterbewegung) que sua carga elétrica realiza. Mostramos que este modelo prevê corretamente a magnitude do spin do elétron e lhe atribui o mesmo fator giromagnético previsto pela equação de Dirac sem correções radiativas. Neste modelo, a auto-energia do elétron diverge logaritmicamente como resultado da distribuição extensa de sua carga elétrica. No segundo modelo, a criação de pares virtuais em torno do elétron é levada em conta por uma generalização da lagrangeana do campo eletromagnético que respeita as simetrias da eletrodinâmica clássica. Esta generalização altera a interação entre o elétron e o campo eletromagnético em pequenas distâncias e permite que a auto-força de uma partícula puntiforme seja determinada de modo consistente. Mostramos que as soluções da equação de movimento resultante não apresentam auto-aceleração nem pré-aceleração, sendo consistentes com a causalidade. / We present two models for the electron in classical electrodynamics, which include some effects from quantum electrodynamics. In the first model, the electron is treated as an extended particle owing to the high-frequency oscillations (Zitterbewegung) of its electrical charge. We show that this model predicts correctly the magnitude of the electron spin and it gives the electron the same gyromagnetic factor as predicted by Dirac equation without radiative corrections. In this model, the electron self-energy has a logarithmic divergence due to the extended distribution of its electric charge. In the second model, virtual pair creation around the electron is taken into account by a generalization of the lagrangian for the electromagnetic field that preserves the symmetries of classical electrodynamics. This generalization changes the interaction of the electron with the electromagnetic field at small distances and allows us to evaluate the self-force of a point particle in a consistent way. We show that the solutions of the derived equation of motion do not exhibit self-acceleration nor pre-acceleration, being consistent with causality.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The prospect of simulating many-body quantum phenomena in coupled high-quality optical cavities has attracted a lot of interest over the past few years. The major advantages are twofold. First, this approach allows a high degree of control and addressability of individual sites and, second, the composite nature of particles, now involving mixed atomic and photonic excitations, namely polaritons, paves the way to the realization of novel strongly correlated regimes of light and matter. Despite being promising quantum simulators, cavity networks are also suited platforms for distributed quantum information processing and quantum communication. This thesis comprises two studies on coupled-cavity systems described by the Jaynes-Cummings-Hubbard model. Particularly, here we introduce protocols for quantum-state transfer and control in two different structures. The first study deals with a one-dimensional coupled-cavity array where each cavity interacts with a single atom. For a staggered pattern of inter-cavity couplings, a pair of field normal modes, each bi-localized at the array ends, arises. A rich structure of dynamical regimes can hence be addressed depending on which resonance condition between the atom and field modes is set. We show that this can be harnessed to carry out high-fidelity quantum-state transfer of photonic, atomic or polaritonic states. Moreover, by partitioning the array into coupled modules of smaller length, the QST time can be substantially shortened without significantly affecting the fidelity. Further, we explore the dynamics of photonic and atomic excitations on an Apollonian network under different atom-photon interaction regimes. We show that the normal-mode spectrum spanned by this kind of network induces a non-trivial propagation dynamics depending on connection degree among nodes, thereby being useful for connecting different quantum-network users. Our results are driven towards communication protocols in quantum networks comprised of light-matter interfaces, thus paving the way for large-scale quantum information processing. / A perspectiva de simular fenômenos quânticos de sistemas de muitos corpos em cavidades ópticas acopladas tem atraído bastante interesse nos últimos anos. O alto grau de controle experimental e a natureza híbrida das partículas envolvidas, denominada poláritons, fornecem uma nova direção no estudo de sistemas fortemente correlacionados envolvendo interação entre luz e matéria. Além disso, redes de cavidades são plataformas promissoras para processamento de informação quântica em redes quânticas. Esta tese é constituída por dois estudos em redes de cavidades acopladas descritas pelo modelo Jaynes-Cummings-Hubbard. Em particular, desenvolvemos protocolos de transferência e controle de estados quânticos em duas estruturas distintas. No primeiro estudo, consideramos uma cadeia unidimensional de cavidades com um padrão alternado de acoplamento entre as cavidades, cada uma interagindo com um átomo. Neste cenário, um par de modos normais do campo eletromagnético torna-se fortemente localizado nas extremidades da cadeia. Dessa forma, uma vasta estrutura de regimes dinâmicos pode ser manipulada dependendo da ressonância entre os modos normais atômicos e do campo. Mostramos como isso pode ser utilizado para realizar protocolos de transferência de estado quântico envolvendo estados fotônicos, atômicos ou híbridos, com alta fidelidade. Também discutimos como reduzir o tempo de transmissão de estados, sem comprometer sua eficiência, particionando a cadeia em módulos. Em seguida, exploramos a dinâmica de excitações atômicas e fotônicas em uma rede complexa de Apolônio considerando diversos regimes de interação. Mostramos que o espectro de modos normais induzido por este tipo de rede também oferece diversas alternativas no controle da dinâmica do sistema. Além disso, a natureza complexa da rede de Apolônio induz uma dinâmica de propagação não-trivial que depende do grau de conexão entre os sítios, podendo ser assim aplicada para conectar diferentes usuários de uma rede quântica. Nossos resultados contribuem para o desenvolvimento de protocolos de comunicação em redes quânticas utilizando dispositivos de interface luz-matéria, abrindo assim caminho para o processamento de informação quântica em larga escala.

Made available in DSpace on 2018-06-27T19:12:53Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Raquel Izaguirre de Oliveira.pdf.txt: 303641 bytes, checksum: 8a11df047b47ac40f103c9816fb87311 (MD5) Raquel Izaguirre de Oliveira.pdf.jpg: 3530 bytes, checksum: e038faa4d558093038938b0774e9137a (MD5) Raquel Izaguirre de Oliveira.pdf: 4247642 bytes, checksum: fa0cd36c36a3017e38c8bdef57970664 (MD5) Previous issue date: 2013-03-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho consiste na elaboração de uma proposta para o ensino de Eletrodinâmica em um curso Técnico em Agropecuária integrado ao Ensino Médio, através de módulos didáticos que seguem orientações sugeridas pelos Parâmetros Curriculares Nacionais. Com uma metodologia que visa preparar o aluno para uma vida ativa, onde ele possa ser criativo e reflexivo, fazendo a ligação entre a sua profissão e o ensino, de forma que possa realmente interferir e transformar a realidade socioeconômica da sua região, vinculando a aprendizagem à sua realidade. Os módulos didáticos foram elaborados de acordo com a metodologia dos Três Momentos Pedagógicos (TMP), propostos por Delizoicov e Angotti (1991). Como referência de ensino, bem como a aplicabilidade da proposta, esse trabalho foi baseado no currículo integrado do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha (IF Farroupilha), câmpus de São Vicente do Sul. A implementação de algumas das atividades propostas ocorreu em uma turma de 31 alunos do terceiro ano do referido instituto. O desenvolvimento do material está ancorado na aprendizagem com significado de David Ausubel, em que, a informação deve interagir e ancorar-se nos conceitos relevantes já existentes na estrutura cognitiva do aluno, ou seja, os conhecimentos prévios, adquiridos durante sua relação cotidiana com o mundo e a interação destes com os conhecimentos novos. Assim, o material foi construído visando facilitar a articulação entre esses conhecimentos. A avaliação da proposta se deu através de um questionário que serviu como pré-teste para sondagem dos conhecimentos prévios dos alunos e foi aplicado no final como pós-teste, a fim de detectar se houve uma aprendizagem significativa nos alunos. Também houve relatos, comentários e sugestões de forma livre e anônima por parte dos alunos, sobre o método proposto. Os resultados obtidos mostraram que houve uma evolução conceitual em relação aos conceitos físicos estudados e que os alunos aprovam esse tipo de método de ensino-aprendizagem que relaciona os conteúdos estudados em sala com a sua formação profissional.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-04-27T16:35:09Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rogério Jorge de Assis - 2017.pdf: 1072808 bytes, checksum: 2bcdda2ef8542516339e0b3a17ba3bd2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-03T11:38:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rogério Jorge de Assis - 2017.pdf: 1072808 bytes, checksum: 2bcdda2ef8542516339e0b3a17ba3bd2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T11:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rogério Jorge de Assis - 2017.pdf: 1072808 bytes, checksum: 2bcdda2ef8542516339e0b3a17ba3bd2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work it is proposed a simplified scheme to unambiguously discriminate between one of two nonorthogonal cavity field states. This scheme, which is based on POVM - positive operator valued measure, uses one three-level atom as the ancilla to obtain information on the cavity field state, the target. The efficiency of this scheme in discriminating the two quantum states is analy zed by comparing the maximum theoretical success probability with the maximum success probability possible to our case. / Neste trabalho é proposto um esquema simplificado para a discriminação inequívoca de dois determinados estados quânticos não ortogonais do campo no interior de uma cavidade de alta qualidade. Nesse esquema, o qual se baseia na medição quântica geral (também chamada de positive-operator valued measure ou, simplesmente, POVM ), um átomo de três níveis é utilizado como sonda para obter informação acerca do estado do campo da cavidade alvo. Por fim, a eficiência desse esquema em discriminar os estados é analisada comparando a probabilidade de sucesso máxima obtida com a probabilidade de sucesso máxima possível para o caso em questão.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-27T15:09:07Z No. of bitstreams: 1 brunogoncalves.pdf: 703613 bytes, checksum: d575219a1a60c3df43cb9c15e5bc8fd8 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T21:05:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunogoncalves.pdf: 703613 bytes, checksum: d575219a1a60c3df43cb9c15e5bc8fd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T21:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunogoncalves.pdf: 703613 bytes, checksum: d575219a1a60c3df43cb9c15e5bc8fd8 (MD5) Previous issue date: 2010-03-15 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A tese está composta de duas partes principais. Na primeira parte, o férmion de Dirac foi considerado interagindo com diferentes campos externos. Uma abordagem extremamente eficiente para se extrair informações físicas da Hamiltoniana, é fazer uma transformação Foldy-Wouthuysen nela. Além da transformação Foldy-Wouthuysen perturbativa, existe a versão exata, que não é baseada em séries de potências no parâmetro 1/m. Nesta tese foi desenvolvida uma maneira de se fazer a transformação Foldy-Wouthuysen exata com os campos de interesse. Foi tomado o campo espinorial de Dirac no fundo de ondas gravitacionais e um campo magnético constante. A Hamiltoniana transformada mostra que o efeito da onda gravitacional no campo espinorial e na correspondente partícula pode ser, em princípio, intensificado por um campo magnético suficientemente forte. Cálculos análogos foram realizados para a componente temporal do campo de torção gravitacional. Além disso, foi feita uma classificação geral dentre os possíveis termos que violam as simetrias CPT e Lorentz, selecionando aqueles que admitem esta transformação. Foi desenvolvida uma nova abordagem para estudar, qualitativamente, os casos para os quais a transformação exata não é permitida. Esta técnica foi chamada de transformação semi-exata. A vantagem desta técnica em relação à transformação padrão é de ser muito mais econômica na parte de cálculos. Como exemplo de aplicação foram considerados os casos de campo elétrico externo e a parte vetorial do campo de torção gravitacional. Na segunda parte da tese, foram calculadas as correções de um laço para o setor do fóton da eletrodinâmica quântica no fundo de um campo gravitacional. O cálculo foi realizado utilizando a técnica do "heat-kernel"de duas maneiras diferentes e uma nova ambiguidade nos resultados foi encontrada. Este resultado representa o primeiro exemplo conhecido da chamada anomalia multiplicativa. Realizando os cálculos para diferentes dimensões do espaço-tempo, encontramos uma explicação qualitativa desta anomalia. Além dos fatores de forma não-locais do campo eletromagnético, foi calculada a função beta de um laço física, que descreve a variação desta grandeza em relação à energia do processo e é válida para todas as escalas de energia. Usando esta função beta encontramos a forma mais completa do famoso teorema de Appelquist e Carazzone. / This thesis is composed by two main parts. On the first one, the Dirac fermion was considered interacting with different external fields. A very efficient approach to extract physical information from the Hamiltonian is to perform a Foldy-Wouthuysen transformation on it. There are, on the literature, two versions of this transformation. The standard and the exact ones. The main difference between them is that the last is not based on a power series low in the parameter l/m. On this thesis, we developed a method to perform the exact Foldy-Wouthuysen with the fields of interest. The Dirac field was described in a constant magnetic field plus gravitational wave background. The transformed Hamiltonian shows that the effect of the gravitational wave on the magnetic field could be, in principle, enforced by a sufficient strong magnetic field. Similar calculations was performed to the temporal component of the gravitational torsion field. Furthermore, it was done a general classification of the possible terms the violate the CPT and Lorentz symmetries, selecting those of them wich allow the exact transformation. A new approach to qualitatively study the cases for wich this kind of transformation is not allowed, was developed. This technique was called semi-exact transformation and has the advantage to the standard transformation of being much more economic in the calculations part. As examples of application it was considered the cases of external electric field and the vectorial component of the torsion gravitational field. On the second part of the thesis, it was calculated the one loop quantum corrections to the photon sector of the quantum electrodynamics in a gravitational background. The calculation was done using the "heat-kernel" technique in two different ways and an ambiguity on the results was found. This fact represents the first known example of the so called multiplicative anomaly. The calculations were performed to different space-time dimensions and a qualitative explanation of this anomaly was found. The non local formfactors to the electromagnetic field was obtained and also the one loop complete beta function, that describes the energy variation of it in relation to the energy of the process and it is valid to all energy scales. Using this beta function, the more complete form of the famous Appelquist e Carazzone theorem was obtained.

Orientador: Andre Koch Torres de Assis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:12:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hernandes_JulioAkashi_D.pdf: 11255919 bytes, checksum: 8c053f16e5fd883058c7336bb38c3acc (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: No Capítulo 1 apresentamos uma introdução sobre os campos elétricos dentro e fora de condutores resistivos com corrente constante. Discutimos também a distribuição de cargas superficiais que mantém a corrente fluindo e sua relação com estes campos elétricos. São apresentados alguns experimentos relacionados com estes campos elétricos fora de condutores com corrente constante. A Parte I deste trabalho trata de condutores retos e compridos. No Capítulo 2 apresentamos o tratamento de um fio cilíndrico longo de seção reta circular conduzindo uma corrente estacionária, já conhecido na literatura. São apresentados alguns dos métodos que seguimos nos tratamentos dos problemas apresentados a seguir. O Capítulo 3 trata da força entre uma casca cilíndrica condutora infinita sem corrente e uma carga pontual próxima (dentro ou fora da casca), cuja solução é inédita na literatura. Esta força de ordem zero (eletrostática) complementa a análise da força de primeira ordem ( ou seja, proporcional à corrente ou à velocidade dos elétrons de condução) no caso do fio cilíndrico longo com corrente constante. No Capítulo 4 tratamos o problema inédito de um fio cilíndrico longo, ainda conduzindo uma corrente estacionária, mas agora com uma bateria colocada no centro. Nosso objetivo aqui é estudar o comportamento dos campos e das cargas superficiais próximas à bateria. O Capítulo 5 apresenta o problema conhecido na literatura de placas retas conduzindo correntes estacionárias. Este problema foi tratado por este mesmo autor durante sua dissertação de mestrado. O comportamento dos campos e das cargas superficiais próximas a uma bateria no problema de condutores em forma de placas é abordado no Capítulo 6. Este também é um problema inédito na literatura, análogo ao problema tratado no Capítulo 4. No Capítulo 7 generalizamos o problema das placas com corrente constante utilizando agora uma fita de largura finita. Para resolver este problema inédito utilizamos coordenadas elíptico-cilíndricas. Com este caso encerramos nosso tratamento de problemas onde os condutores são retos e compridos, conduzindo correntes na direção longitudinal. Na Parte II tratamos de condutores curvos conduzindo correntes constantes na direção azimutal. Estes problemas são importantes porque representam uma classe de circuitos elétricos em que a corrente percorre um caminho fechado finito. O Capítulo 8 apresenta o problema conhecido na literatura de uma casca cilíndrica condutora de comprimento infinito conduzindo uma corrente estacionária na direção azimutal. Há uma bateria em forma de linha, paralela ao eixo da casca. Esta geometria tem solução bastante simples com forma analítica fechada para o potencial, para o campo elétrico e para as cargas superficiais, embora o cilindro tenha comprimento infinito. O Capítulo 9 apresenta o tratamento inédito para uma casca esférica resistiva conduzindo uma corrente estacionária. Neste caso, a bateria tem a forma de um segmento de linha (um meridiano da esfera). O problema mais complexo de um toróide condutor conduzindo uma corrente constante na direção azimutal, também novo na literatura, é apresentado no Capítulo 10. Estes dois problemas, da casca esférica e do toróide, representam duas situações onde não há infinitos na geometria nem na condutividade, sendo que a corrente está confinada em um espaço finito. Mesmo abateria está incluída no sistema, de modo que se obtém naturalmente o comportamento esperado dos campos e das cargas superficiais próximas a ela. Na Parte III fazemos uma discussão sobre os problemas tratados. Demonstramos que para todos os casos analisados existe um campo elétrico fora dos condutores com corrente constante e obtemos sua expressão analítica. Os comportamentos em todos os casos em que a bateria está presente foram encontrados de acordo com o esperado. As comparações que fizemos com experimentos da literatura mostraram que nossos resultados teóricos são razoáveis e coerentes / Abstract: In Chapter 1 we present an introduction about the electric field inside and outside resistive conductors carrying steady currents. We also discuss the distribution of surface charges that maintains the current fiow and its relation with these electric fields. We present some experiments related with these electric fields outside conductors with steady current. Part I of this work deals with long straight conductors. In Chapter 2 we present the treatment of a long cylindrical wire of circular cross section conducting a steady current, already known in the literature. We present some of the methods that we employ in the problems that follow. Chapter 3 deals with the force between an infinite cylindrical conducting shell without current and a point charge close by (inside or outside the shell). This solution is new in the literature. This force of zeroth order (electrostatics) complements the analysis of the first order force (i.e., proportional to the current or to the drifting velocity of the conduction electrons) in the case of the long cylindrical wire with steady current. Chapter 4 deals with the new problem of a long straight wire, still with a steady current, but now with a battery in the middle. Our objective here is to study the behaviour of the fields and of the surface charges near the battery. Chapter 5 presents the known problem of straight plates conducting steady currents. This problem was dealt with by the present author during his Master's Degree. The behaviour of the fields and of the surface charges near the battery in the problem of conductors in the shape of plates is approached in Chapter 6. This is also a new problem in the literature, analogous to the problem treated in Chapter 4. In Chapter 7 we generalize the problem of plates with steady currents utilizing now a strip of finite width. To solve this new problem we utilize elliptic-cylindrical coordinates. With this case we finish our treatment of problems of long and straight conductors, carrying currents in the longitudinal direction. In Part II we treat curved conductors with steady currents in the azimuthal direction. These problems are important because they represent a class of electric circuits in which the current fiows over a closed finite path. Chapter 8 presents the known problem of a conducting cylindrical shell of infinite length carrying a steady current in the azimuthal direction. There is a battery in the shape of aline, parallel to the axis of the shell. This geometry yields a very simple solution with a closed analytical form for the potential, electric field and surface charges, although the cylinder has an infinite length. Chapter 9 presents the new treatment of a resistive spherical shell with a steady current. In this case, the battery has the shape of a segment of line ( a meridian of the sphere). The more complex problem of a conducting toroid with a steady current in the azimuthal direction, also new in the literature, is presented in Chapter 10. These two problems, about the spherical shell and the toroid, represent two situations where there are no infinities in the geometry nor in the conductivity, while the current is confined in a finite space Even the battery is included in the system, so that we obtain naturally the expected behaviour of the fields and of the surface charges near the battery. In Part III we present a discussion of the problems treated here. We demonstrate that for all the analysed cases there is an electric field outside the conductors with steady currents and we obtain their expressions analytically. The behaviours of all cases in which the battery was present were found according to our expectations. The comparisons that we made with experiments of the literature showed that our theoretical results are reasonable and coherent / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A dissertação pode ser dividida em duas partes: a primeira contém uma adaptação do modelo fenomenológico de Einstein conhecido como \"método dos coeficientes A e B\". As modificações são feitas no contexto da Eletrodinâmica Estocástica, uma teoria na qual as flutuações de ponto zero do campo eletromagnético são consideradas reais e clássicas. Nós obtemos, num estudo não relativístico e clássico, relações entre a energia e momento de partículas livres e a frequência da radiação transferida. Estas relações coincidem com as bem conhecidas relações que representam a conservação do quadrivetor momento-energia em espalhamento fóton-elétron. Na segunda parte nós tentamos descrever, de uma maneira qualitativa, o efeito Compton no espírito da Eletrodinâmica Estocástica. Encontramos indicações de que a ação combinada da força da reação da radiação e das flutuações de ponto zero é capaz de conferir à partícula carregada uma alta velocidade de recuo, e verificamos que a mesma é justamente a necessária para explanar o deslocamento da frequência observado como sendo devido ao efeito Doppler. Também calculamos a seção de choque diferencial para o espalhamento de radiação e encontramos a mesma expressão obtida por Compton no seu trabalho fundamental de 1923. / The dissertation may be divided in two parts: the first one contains an adaptation of Einstein\'s phenomenological model known as \"method of coefficients A and B\". The modifications are done in the framework of Stochastic Electrodynamics, a theory in wich the zero point fluctuations of the electromagnetic field are considered real and classical. We obtain, in a nonrelativistic and Classical approach, relations among the energy and momentum of free particles and the frequency of the exchanged radiation. These relations are coincident with the well known ones who depict the four-momentum conservation in photon-electron scattering. In the second part, we try to describe, in a qualitative manner, the Compton scattering in the spirit of Stochastic Electrodynamics. We find indications that the combined action of the radiation reaction force and the zero point flutuating field are able to give the charged particle a high recoil velocity, and we verify this one is just the necessary to explain the frequency shift as due to a double Doppler shift. We also calculate the differential cross section for the radiation scattering and we find the same expression as obtained by Compton in his fundamental work of 1023.

A dissertação pode ser dividida em duas partes: a primeira contém uma adaptação do modelo fenomenológico de Einstein conhecido como \"método dos coeficientes A e B\". As modificações são feitas no contexto da Eletrodinâmica Estocástica, uma teoria na qual as flutuações de ponto zero do campo eletromagnético são consideradas reais e clássicas. Nós obtemos, num estudo não relativístico e clássico, relações entre a energia e momento de partículas livres e a frequência da radiação transferida. Estas relações coincidem com as bem conhecidas relações que representam a conservação do quadrivetor momento-energia em espalhamento fóton-elétron. Na segunda parte nós tentamos descrever, de uma maneira qualitativa, o efeito Compton no espírito da Eletrodinâmica Estocástica. Encontramos indicações de que a ação combinada da força da reação da radiação e das flutuações de ponto zero é capaz de conferir à partícula carregada uma alta velocidade de recuo, e verificamos que a mesma é justamente a necessária para explanar o deslocamento da frequência observado como sendo devido ao efeito Doppler. Também calculamos a seção de choque diferencial para o espalhamento de radiação e encontramos a mesma expressão obtida por Compton no seu trabalho fundamental de 1923. / The dissertation may be divided in two parts: the first one contains an adaptation of Einstein\'s phenomenological model known as \"method of coefficients A and B\". The modifications are done in the framework of Stochastic Electrodynamics, a theory in wich the zero point fluctuations of the electromagnetic field are considered real and classical. We obtain, in a nonrelativistic and Classical approach, relations among the energy and momentum of free particles and the frequency of the exchanged radiation. These relations are coincident with the well known ones who depict the four-momentum conservation in photon-electron scattering. In the second part, we try to describe, in a qualitative manner, the Compton scattering in the spirit of Stochastic Electrodynamics. We find indications that the combined action of the radiation reaction force and the zero point flutuating field are able to give the charged particle a high recoil velocity, and we verify this one is just the necessary to explain the frequency shift as due to a double Doppler shift. We also calculate the differential cross section for the radiation scattering and we find the same expression as obtained by Compton in his fundamental work of 1023.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5145.pdf: 3696466 bytes, checksum: a50814528dfffc17767d4ca059a77ac6 (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / We investigate in this thesis the control of absorptive optical bistability in a standing wave optical cavity filled with a collection of two and three-level noninteracting atoms weakly coupled to a single electromagnetic mode of a optical resonator. The observed control for the three-level configuration happens under cavity coherent population trapping conditions, it is sensitive to the induced atomic coherence in the system and it can be manipulated through different parameters. We propose some applications presenting a new effect, named by ourselves as complementary optical bistability. It is very interesting to exploit bistability phenomenon to perform bistable cascade devices, such as an optical transistor. We also study the all-optical control of the quantum fuctuations of a beam via a combination of single-atom cavity quantum electrodynamics (CQED) and electromagnetically induced transparency (EIT). Specifically, the EIT control field is used to tune the CQED transition frequencies in and out of resonance with the probe light. In this way, single-photon and two-photon blockade and anti-blockade effects are employed to produce sub-Poissonian and super-Poissonian light fields, respectively. The achievable quantum control paves the way towards the realization of a prototype of a quantum transistor which amplifies or attenuates the noise. Its feasibility is demonstrated by calculations using realistic parameters from recent experiments. / Nesta tese estudamos o controle da biestabilidade óptica absortiva em uma cavidade linear contendo uma coleção de átomos de dois e três níveis não interagentes fracamente acoplados a um único modo do campo. Mostramos que o controle para a configuração atômica de três níveis ocorre apenas nas condições de aprisionamento coerente de população e que o mesmo é sensível à coerência atômica induzida no sistema podendo ser manipulado através de diferentes parâmetros. Propomos algumas aplicações apresentando um efeito novo, o qual denominamos de biestabilidade óptica complementar, muito interessante para explorar dispositivos ópticos biestáveis com funções de cascatabilidade, como um transistor óptico. Estudamos também o controle óptico das flutuações do campo de prova pela combinação do fenômeno de transparência eletromagneticamente induzida para um único átomo no regime de acoplamento forte em eletrodinâmica quântica de cavidades. Especificamente, o campo de controle é utilizado para ajustar as frequências de transição dos estados vestidos ressonantemente ou quase ressonantemente com o campo de prova do sistema. Desta forma, efeitos de bloqueio de um e dois fótons e anti-bloqueio são observados produzindo campos sub- e super-Poissonianos, respectivamente. O controle quântico obtido pode ser promissor para a realização de um protótipo de um transistor quântico que amplifica e atenua flutuações quânticas do campo transmitido pelo sistema. A viabilidade desse dispositivo é demonstrada através de cálculos utilizando parâmetros de experimentos recentes.