Orientador: Amir Ordacgi Caldeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CastroNeto_AntonioHeliode_M.pdf: 1131694 bytes, checksum: 27021aecb9d7971eb6fdd284ef955198 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Calculou-se o operador densidade reduzido na representação de estados coerentes para um modo eletromagnético no interior de uma cavidade com o uso do formalismo de integração funcional. A cavidade foi considerada como um reservatório de excitações e foi tratada na aproximação sem memória, também conhecida como Markoffiana. Mostrou-se que essa aproximação é muito boa mesmo para temperaturas extremamente baixas se usarmos uma função espectral para o reservatório que seja linear nas freqüências de vibração de seus modos. Aplicou-se o resultado no cálculo de valores médios e no estudo da influência da dissipação sobre os processos de interferência quânticos / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Daltro Garcia Pinatti, Alan Robert Sweedler / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moehlecke_Sergio_D.pdf: 3035712 bytes, checksum: e73b2945423dd5bee705b795a4e1dfc4 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Adriano Antonio Natale / Banca: Gastão Krein / Banca: Eduardo Fraga / Banca: Letícia Palhares / Banca: Marcelo Guimarães / Resumo: A presente tese é baseada em parte do trabalho realizado durante o Doutorado e diz respeito aos dois domínios da Cromodinâmica Quântica (QCD) a temperatura zero: o regime confinado, a baixas energias, e o assintoticamente livre, a altas energias. Com o objetivo de cumprir uma ponte entre estes domínios e inspirado em sugestões de aprimoramentos da série perturbativa, este trabalho investiga uma proposta para uma expansão perturbativa aprimorada, a ser um método aplicável tanto à fenomenologia da QCD quanto a estudos de seu regime não-perturbativo. A proposta consiste numa expansão em loops efetivos - um híıbrido entre equações de Schwinger-Dyson e expansão em loops usual, fazendo uso de ferramentas desta porém vestindo certas quantidades como forma de considerar seu comportamento completo dentro de loops. A tese descreve os principais avanços nesse sentido, na aplicação a funções de correlação - em particular os propagadores do gluon e do ghost, como um passo preliminar a futuras aplicações. Após lidar com questões de transversalidade do propagador do gluon e renormalizabilidade no método, a expansão em loops efetivos na sua presente forma contém gluons (dinamicamente) massivos e uma carga efetiva, além da possiblidade de uma vestimenta para o vértice de três gluons. Nesta formulação, foram obtidos resultados qualitativos razoáveis para o comportamento não-perturbativo completo dos propagadores do ghost e do gluon, e comparação com a rede é analisada. Perspectivas de curto e de mais longo prazo são discutidas / Abstract: This thesis is based on part of the work done during the Ph.D., and it concerns the two distinguished domains of Quantum Chromodynamics (QCD) at zero temperature: the low-energy, confined domain, and the high-energy, asymptotically free one. Aiming to bridge the gap between them, and inspired by suggested improvements of the QCD perturbative series, this work investigates a proposal for an improved perturbative expansion, as a method to be applicable to QCD phenomenology, as well as to nonperturbative studies. The proposal consists in an effective-loop expansion - a hybrid between Schwinger- Dyson equations and usual loop expansions, making use of the latter's framework, yet dressing certain quantities in order to account for their complete behavior inside loops. The thesis describes the main efforts on this matter, in its application to correlation functions - the gluon and ghost propagators, in particular, as a preliminary step preceding further applications. After dealing with issues as transversality of the gluon self-energy and renormalizability within the method, the present form of the effective-loop expansion contains dynamically massive gluons and an effective running charge, besides the possible dressing of the three-gluon vertex. Within this formulation, reasonable qualitative results were obtained for achieving the complete, nonperturbative behavior of the ghost and gluon propagators, and comparison with lattice is analyzed. Readily achievable and longer term prospects are also discussed / Doutor

Orientador: Jose Antonio Roversi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T10:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndradeNeto_ManuelAlmeida_M.pdf: 3321243 bytes, checksum: 9c7b1300ccd937ad3a3ccfec36312ec2 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: No presente trabalho é feito um estudo do fenômeno do colapso e reativação para átomos de três e quatro níveis. Foi utilizando para esta finalidade, a expansão do modelo tipo Jaynes-Cummings, que consiste da matematização da interação do campo de radiação com um átomo de dois níveis no interior de uma cavidade fechada, na aproximação de ondas rotantes a um modo. Colapso e reativação é um fenômeno puramente quântico; sem análogo clássico, descrito portanto, por um Hamiltoniano de Interação puramente quântico. São estudados efeitos causados na estrutura do colapso e reativação focalizando parâmetros definidos do sistema para quatro tipos distintos preparação inicial do sistema ( distribuição de estados coerentes, distribuição de estados binomiais, distribuição de estados termocoerentes e distribuição de estados comprimidos ). Os resultados obtidos mostram efeitos que vão desde a inibição total do fenômeno do colapso e reativação ( poucos fótons intracavidade ) até a manutenção prolongada à dezenas ou mesmo centenas de tempos de Rabi, conforme os parâmetros característicos, Nmax e n¯, são aumentados / Abstract: In this work we present a study of the collapse and revival phenomenon for atoms of three- and four-energy levels. For this, we use an expansion of Jaynes-Cummings model, wich consists in a mathematical treatment of the interaction between the radiation field and a two-level atom inside a closed cavity, in the Rotating Wave Approximation (RWA). Collapse and revival is a purely quantum phenomenon, with no classical analogue and therefore described by a purely quantum interaction Hamiltonian. We study the changes in the collapse and revival structure as function of the parameters of the system. We use, in this study, four distinct preparation of the initial state system: Coherent States distribution, Binomial States distribution, Thermocoherent States distribution and Squeezed States distribution. It is observed that the phenomenon of collapse and revival has strong dependence on the number of levels the atom has. It is also observed that the colapse and revival phenomenon is very sensitive to the initial number of the photons present in the system, Nmax, to the coupling constants, gi, as well the detunings / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador : Michel Ghins / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciencias Humanas / Made available in DSpace on 2018-07-18T14:54:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chibeni_SilvioSeno_D.pdf: 37984031 bytes, checksum: 61388a55e78e4adc08baa8b2735fcc4e (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Filosofia

Orientador: Fernando Cerdeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T15:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_PedroAugustoMatos_D.pdf: 4129826 bytes, checksum: ac5a7f3ea6dd95e4f87828d37b0ee653 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Nós utilizamos eletrorreflectância e fotorreflectância para estudar as transições tipo E0 e tipo El em heteroestruturas tensionadas de Ge/Si com parâmetros estruturais ( espessura das camadas, perfil de tensões e número de camadas de cada material) num amplo intervalo. Nossos resultados mostram que, apesar dos materiais que constituem as heteroestruturas ( Ge, Si ou GexSil-x ) terem o mínimo absoluto da banda de condução distante do centro da zona de Brillouin, as transições tipo E0 podem ser entendidas utilizando uma formulação simples da aproximação da função envelope. Esta interpretação nos permitiu determinar experimentalmente o parâmetro de descasamento de bandas em amostras de Ge/Ge0.7Si0.3. As transições tipo El são bem mais complexas. Em amostras com períodos d ~ 140Å elas estão deslocadas para altas energias, em relação àquelas do material bulk, sugerindo que os estados eletrônicos responsáveis por estas transições sofrem efeitos de confinamento quântico. Em amostras com períodos 15Å £ d £ 45Å as transições tipo El formam um multipleto que, à medida que o período aumenta, pode ser entendido em termos de transições El tipo Ge e tipo Si. Em "poços quânticos" de Ge o número de estrturas tipo El presentes nos espectros aumenta com o número de camadas (poços) de Ge. Nossos resultados sugerem que, apesar das transições tipo El envolverem estados eletrônicos em uma grande região da zona de Brillouin, elas podem ser entendidas qualitativamente considerando a superrede como um "material bulk" perturbado por um potencial periódico / Abstract: We have used eletroreflectance and photoreflectance to study the E0 and E1 electronic transitions in Ge/Si strained layer heterostructures with a broad range of structural parameters (layers thicknesses, profile of strains and number of layers). Our results show that, although the constituent materials (Ge, Si or GexSi1-x) of the heterostructures have the absolute minimum of the conduction band far from the Brillouin zone center, the E0 transitions can be accounted for by a simple envelope function model. Within this interpretation we have determined the discontinuity of the average valence band for Ge/Ge0.7Si0.3 samples. The E1 transition are much more complex. For samples with periods d ~ 140Å these transitions are shifted to higher energies, compared to those of the bulk material, suggesting that the electronic states responsible for the E1 transitions are affected by quantum confinement effects. For samples with periods 15Å £ d £ 45Å the E 1 transitions make up a multiplet that, as the period increases,- can be understood in terms of Ge-like and Si-like E1 transitions. For Ge "quantum wells" the number of E1-1ike structures in the experimental spectra increases with the number of Ge layers ( wells ). Our results suggest that, although the electronic states related to the E1 transitions spread in a large region of the Brillouin zone, these transitions can also be understood qualitatively if we consider the superlattice as a "bulk material" perturbed by a period potential / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A mistura de quatro ondas (4WM) é um processo não linear que permite a amplificação paramétrica de campos óticos. A partir de um campo de bombeio, podemos amplificar um campo de prova e gerar um campo conjugado neste processo com um elevado ganho. Recentemente, vários experimentos de 4WM foram realizados em células de rubídio revelando compressão de ruído e emaranhamento da luz [1, 2, 3], levando a aplicações interessantes na área de informação quântica. Estudamos a mistura de quatro ondas numa célula de vapor de rubídio dentro de uma cavidade ótica, servindo como um oscilador paramétrico ótico (OPO). Resolvemos o modelo de campo médio e estudamos as flutuações quânticas dos campos na operação acima do limiar de oscilação para os casos de ressonância dupla (prova e conjugado) e tripla. Mostramos o emaranhamento de três campos (bombeio, prova e conjugado), além de compressão de ruído para o campo de bombeio e para os campos convertidos. Nosso modelo permite estudar o caso de uma cavidade aberta, explorando a região próxima ao limiar, diferente da situação experimental observada para sistemas com não-linearidades (2), que geralmente possuem ganhos baixos e necessitam de cavidades fechadas. Palavras chave: ótica quântica, mistura de quatro ondas, Oscilador paramétrico ótico, emaranhamento. [1] Squeezed light and entangled images from four-wave-mixing in hot rubidium vapor, vol. 7092, 2008. [2] R. C. Pooser, A. M. Marino, V. Boyer, K. M. Jones, and P. D. Lett, Low-noise amplifi- cation of a continuous-variable quantum state, Phys. Rev. Lett., vol. 103, p. 010501, Jun 2009. [3] V. Boyer, A. M. Marino, R. C. Pooser, and P. D. Lett, Entangled images from four-wave mixing, Science, vol. 321, no. 5888, pp. 544547, 2008. / The four waves (4WM) is a non-linear process that allows a parametric amplification of optical fields. From a pump field, we can amplify a test field and generate a conjugate field in this process with a high gain. Recently, several experiments of 4WM were carried out on rubidium cells revealing noise squeezing and entanglement [1, 2, 3], leading to some interesting aplications in the area of quantum information. We Studied the four wave mix in a rubidium vapor cell inside an optical cavity, serving as an optical parametric oscillator (OPO). We solved the mean field model and studied the quantum fluctuations of the fields in the operation above the oscillation threshold for the cases of double resonance (pump and conjugate) and triple (pump, probe and conjugate). We show the entanglement of three fields (pump, probe and conjugate), as well as squeezing for the pump field and the converted fields. The model allows to study the case of an open cavity, exploring the region around the threshold, different from the experimental situation observed for non-linear systems (2), which in general producess low gains and needs closed cavities. Key words: quantum optics, four wave mixing, optical parametric oscilator, entanglement. [1] Squeezed light and entangled images from four-wave-mixing in hot rubidium vapor, vol. 7092, 2008. [2] R. C. Pooser, A. M. Marino, V. Boyer, K. M. Jones, and P. D. Lett, Low-noise amplifi- cation of a continuous-variable quantum state, Phys. Rev. Lett., vol. 103, p. 010501, Jun 2009. [3] V. Boyer, A. M. Marino, R. C. Pooser, and P. D. Lett, Entangled images from four-wave mixing, Science, vol. 321, no. 5888, pp. 544547, 2008.

Orientador: Roberto Menezes Serra. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2009.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2839.pdf: 834062 bytes, checksum: ed4f27eba9e2faa1c94945a6631c70d0 (MD5) Previous issue date: 2010-03-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work we investigated the engineering of interactions and reservoirs in the context of Cavity Quantum Electrodynamics. The investigated system consists of two identical three-level atoms trapped in two distinct traps, but inside the same optical cavity, inte- racting with the cavity mode and driven by classical .elds to manipulate the atom-.eld interaction. First, we assume the atomic system interacts with a high-Q cavity and show how to generate a displaced squeezed state for cavity mode asymptotically, i.e., we con- structed an arti.cial squeezed reservoir for the cavity mode. For this purpose we assume, in addition to the engineered atom-.eld interaction, a strong decay of the atoms (i.e., the atomic decay rate must be much stronger than the e¤ective atom-.eld coupling). Next, considering a cavity with strong decay rate, we investigated how to protect atomic entangled states as the Bell states. Here, the cavity mode acts as an arti.cial squeezed reservoir for the atoms, leading the system to the desired state asymptotically. In both cases, we considered only two e¤ective levels for atoms, reaching an interaction which comprehends the simultaneous implementation of the Jaynes-Cummings and anti- Jaynes-Cummings Hamiltonians. / Nesta dissertação, investigamos a engenharia de interações e de reservatório em Eletrodi- nâmica Quântica de Cavidades. O sistema investigado consiste em átomos (íons), em uma dada con.guração de níveis, interagindo com um modo do campo de radiação aprisionado numa cavidade. O uso de campos clássicos externos se fez necessário para obtermos as interações desejadas. Primeiramente investigamos a interação de dois átomos idênticos de três níveis, con.- nados numa cavidade supercondutora de alto fator de qualidade, interagindo com o modo do campo desta e campos clássicos externos, e mostramos como gerar, assintoticamente, um estado coerente comprimido para o modo da cavidade, isto é, construímos um reser- vatório de modos comprimidos arti.cial para o campo de radiação da cavidade. Aqui, foi necessário assumir um forte decaimento atômico, ou seja, supomos que a taxa de decai- mento atômica era muito maior do que o acoplamento efetivo entre átomos e campos. Em seguida, utilizando do mesmo sistema anterior, estudamos como gerar estados emaranhados, relativos à base de Bell, entre os átomos. Porém, nesta etapa, a necessidade foi de um forte decaimento no modo da cavidade, utilizando, então, uma cavidade de baixo fator de qualidade. Em ambos os casos, consideramos apenas dois níveis efetivos para os átomos, al- cançando, assim, uma interação efetiva entre átomo e modo da cavidade correspondente à realização simultânea dos Hamiltonianos Jaynes-Cummings e anti-Jaynes-Cummings.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6697.pdf: 3858000 bytes, checksum: 03b4357c963bbde78aecb73ef0df8fa6 (MD5) Previous issue date: 2015-04-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / Recently a quantum memory for a coherent pulse was accomplished using an atom trapped inside a high finesse cavity, where an eficiency of 9:3% was achieved for a storage time of 2_s and an average fidelity of 93% for a storage time of 180fis. We theoretically studied this system using the master equation approach, exhausting all the possible ways one could improve the eficiency, defined here as the ratio between the mean number of photons retrieved after the memory process and the mean number of photons that enters the empty cavity, fi = hayaiout=hayaiin, which proved to have an upper bound of 25%. Since protocols relying on phase-matching conditions for single photon input states were already developed, using a model by H. Carmichael, a comparison between storage of coherent and single photon states was made, which did not gave rise any observable difference. Finally a more detailed study about the differences between an input-output and a master equation approach was done. It was concluded that the experimental setup suitable for observing cavity electromagnetically induced transparency (EIT) is not the ideal one for a quantum memory experiment. No modifications to the master equation theory were necessary, and a simple relation between the cavity and output fields was derived.