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Previous issue date: 2013-06-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this thesis we discuss some fundamental aspects of the quantum theory from a contemporaneous point of view, where we could develop three works. In the first we analyze theoretically an atomic double-slit interferometer. It has been shown that if the energy eigenstates of the atom are correlated with its particle and wave behaviors, complementary phenomena can be measured simultaneously, indicating a reinterpretation of the complementarity principle. We also demonstrate that this experiment possesses quantum erasure properties. In the second we present a two-particle interferometer in order to analyze the way in which decoherence affects quantum interference. It has been shown how the environmental constituents, here considered as photons, can destroy the oscillations in the coincidence detection rate of the particles. Due to the temporal characteristic of this kind of interference, we name this process as quantum temporal decoherence. In the last work we study the existence of a novel complete family of exact and orthogonal solutions of the paraxial wave equation. The complex amplitude of these beams is proportional to the confluent hypergeometric functions, which we name hypergeometric modes of type-II (HyG-II). It is formally demonstrated that a hyperbolic-index medium can generate and support the propagation of such a class of beams. Since these modes are eigenfunctions of the photon orbital angular momentum, we conclude that an optical fiber with hyperbolic-index profile could take advantage over other graded-index fibers by the capacity of data transmission. / Nesta tese discutimos alguns aspectos fundamentais da teoria quântica de um ponto de vista mais contemporâneo, onde também pudemos desenvolver três trabalhos. No primeiro analisamos teoricamente um interferômetro de fenda dupla para átomos. Mostramos que se os autoestados de energia do átomo estão correlacionados com os comportamentos de partícula e de onda do mesmo, fenômenos complementares podem ser medidos simultaneamente, indicando uma reinterpretação do princípio da complementaridade. O mesmo aparato também apresentou propriedades de apagador quântico. No segundo apresentamos um interferômetro de duas partículas e a maneira como a decoerência afeta o grau de interferência. Mostramos como os constituintes do ambiente, aqui considerados como fótons, podem destruir a oscilação na taxa de coincidência de detecção das partículas. Devido a sua característica temporal, chamamos este processo de decoerência temporal quântica. No último trabalho estudamos a existência de uma nova família de soluções ortogonais da equação paraxial da luz. A amplitude complexa desses feixes são proporcionais às funções hipergeométricas confluentes, que denominamos modos hipergeométricos do segundo tipo (HyG-II). Demonstramos formalmente que um meio com um perfil hiperbólico de índice de refração pode gerar e suportar essa classe de feixes. Uma vez que esses modos são autofunções do momento angular orbital do fóton, concluímos que uma fibra ótica com este perfil de índice, em certas situações, poderia levar vantagem em relação a outras fibras com índice variável na capacidade de transmissão de dados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5736 |
| Date | 06 June 2013 |
| Creators | Bernardo, Bertúlio de Lima |
| Contributors | Moraes, Fernando Jorge Sampaio |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8949983414395757341, 600, 600, 600, 600, -6618910597746734213, -8327146296503745929, 2075167498588264571 |
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