Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-05-02T10:49:21Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1791577 bytes, checksum: ecd7a6eb8a18230d0145c24932d9e248 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T10:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1791577 bytes, checksum: ecd7a6eb8a18230d0145c24932d9e248 (MD5) Previous issue date: 2015-08-03 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The Hanbury Brown-Twiss experiment is very well established in quantum optics literature, so we devoted this dissertation in order to embed the parity and temporal reversal symmetry in the former experiment. Therefore, we developed the scattering matrix formalism which allow us use some techniques such as the scattering matrices' concatenation of di erent sections in terms of one matrix and the scattering problem of a parity and temporal reverse symmetric system. In this manner, we could derive the scattering matrix of a parity and temporal reverse symmetric Hanbury Brown- Twiss experiment(HBT-PT). With the possession of this matrix, we proposed a theoretical model which provides how to measure the symmetry of this system, which we called correlation functions formalism. In order to stablish the former formalism, we studied B uttiker formalism, which we veri ed how the correlation between 2 incident particles in a system relates to the noise due transport of this particles and what kind of noise we are treating in a given regime which the system is operating. Then, we found the input states in terms of the output states of two particles inciding in a multiterminal system, which we used it's scattering matrix to stablish the relation between the states. Thereat, we derived all the possibles correlations(therefore, the noise) of two incident particles in the former system. Thereby, we analysed the extreme cases of a barrier coupled to the HBT-PT experiment for the purpose of stablish which regime the experiment is symmetric adjusted, so, demonstrating the Hanbury Brown-Twiss E ect with parity and temporal reverse symmetries. / Sendo o experimento Hanbury Brown-Twiss bem estabelecido na literatura da otica quântica, dedicamos esta dissertação a embutir no mesmo experimento a questão da simetria por paridade e reversão temporal. Para tanto, abrimos mão do formalismo da matriz de espalhamento que permitiu nos utilizar tecnicas como a concatenação de matrizes de espalhamento de sec ções diferentes em termos de apenas uma matriz e o problema do espalhamento em um sistema simétrico por paridade e reversão temporal. Dessa forma, pudemos derivar a matriz de espalhamento para o experimento Hanbury Brown-Twiss com simetria de paridade e revers~ao temporal(HBT-PT). De posse dessa matriz, propusemos um modelo teórico que propicia a medição experimental a simetria desse sistema, o qual chamamos de formalismo das fun c~oes de correla c~ao. Para estabelecermos o formalismo supracitado, estudamos o formalismo de Buttiker, onde veri case como a correlaçãao entre 2 partículas incidentes em um sistema relaciona-se com o ru do devido ao transporte dessas part culas e que tipo de ru do estamos tratando, dado o regime em que o sistema está operando. Em seguida, encontramos os estados de entrada em termos dos estados de saída de 2 partículas incidindo em um sistema multiterminal, onde utilizamos a sua matriz de espalhamento para estabelecer a rela c~ao entre os estados. Com isso, derivamos todas as possíveis correlações (e, por conseguinte, o ruído) de 2 partículas incidentes nesse sistema. Assim, analisamos os casos extremos de uma barreira acoplada ao experimento HBT-PT, a m de estabelecer o regime em que o experimento está simetricamente ajustado e demonstramos o Efeito Hanbury Brown-Twiss por paridade e reversão temporal.

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We report on conductance measurements in carbon nanotube based double quantum dots connected to two normal electrodes and a central superconducting finger. By operating our devices as Cooper pair beam splitters, we provide evidence for Crossed Andreev Reflection (CAR). We inject Cooper pairs in the superconducting electrode and measure the differential conductance at both left and right arm. The contacts split the device into two coupled quantum dots. Each of the quantum dots can be tuned by a lateral sidegate. If the two sidegates are tuned such that both quantum dots are at a transmission resonance, a considerable part of the injected Cooper pairs splits into different normal contacts. On the contrary, if only one of the two dots is at resonance, nearly all pairs tunnel to the same normal contact. By comparing different triple points in the double dot stability diagram, we demonstrate the contribution of split Cooper pairs to the total current. In this manner, we are able to extract a splitting efficiency of up to 50% in the resonant case. Carbon Nanotubes ensure ballistic transport and long spin-flip scattering lengths. Due to these properties they are promising candidates to investigate EPR-type correlations in solid state systems.

Cette thèse présente deux expériences sur des gaz ultrafroids d'hélium métastable qui constituent l'extension, à des ondes de matière, d'expériences fondamentales en optique quantique. Le succès de ces expériences repose sur l'utilisation d'un détecteur d'atomes uniques capable de reconstruire la position des atomes en trois dimensions. Dans la première expérience nous avons comparé, sur le même dispositif expérimental, la fonction de corrélation à deux corps des atomes appartenant à un nuage froid de fermions identiques à celle d'un nuage froid de bosons identiques à la même température. Comme bosons et fermions suivent deux statistiques quantiques différentes, les deux fonctions de corrélation sont différentes : les bosons ont tendance à arriver groupés sur le détecteur, alors que les fermions ont tendance à arriver dégroupés, à cause du principe d'exclusion de Pauli. Dans la deuxième expérience nous avons étudié la corrélation entre paires d'atomes bosoniques générées dans la collision de deux condensats de Bose-Einstein. La mesure de la fonction de corrélation nous a permis de démontrer que les atomes d'impulsion opposée, dans le référentiel du centre de masse, sont corrélés par paires. De plus l'observation d'une corrélation de type Hanbury Brown Twiss entre paires d'atomes diffusés dans la même direction démontre que notre système ne peut pas être interprété en termes de mécanique classique, mais que la statistique bosonique y joue un rôle important. Une nouvelle génération de cette expérience permettra de mesurer la dépendance angulaire de la population des modes atomiques diffuses et d'étudier le squeezing de la différence de population entre modes opposés.

Ce manuscrit décrit les expériences menées sur le montage "hélium métastable" de 1998 à 2008. Dès mon arrivée à l'Institut d'Optique, nous avions décidé de nous lancer dans la course de la condensation de Bose-Einstein de l'hélium métastable. Cet atome a en effet un atout : sa métastabilité. Son énergie interne de 20 eV est suffisamment grande pour que cet atome puisse être détecté électroniquement de façon très efficace par une galette de micro-canaux ; il est ainsi possible de faire du comptage d'atomes uniques, d'où la thématique optique atomique quantique. De plus, la probabilité d'avoir une ionisation lors d'une collision entre deux ou trois atomes d'hélium métastable est assez importante aux densités atomiques auxquelles nous travaillons. Les ions produits, détectables par la même galette permettent d'avoir un diagnostic in situ original de la densité atomique. On peut chronologiquement distinguer trois périodes. De 1998 à 2004 nous avons obtenu le condensat et étudié ces propriétés collisionnelles. De 2004 à 2007 nous avons mesuré les propriétés de corrélation à deux corps des nuages au-dessus ou en dessous de la dégénérescence quantique, suite à une amélioration de notre système de détection. Depuis 2006, nous avons commencé une nouvelle thématique portant sur l'optique atomique quantique et une première expérience sur la création de paires d'atomes a déjà eu lieu.