Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://ri.ufmt.br/handle/1/6591
Tipo documento: Dissertação
Título: Emissão estimulada e auto-organização em um sistema quântico dissipativo
Autor(es): Silva, Wendel Lopes da
Orientador(a): Valente, Daniel Mendonça
Membro da Banca: Valente, Daniel Mendonça
Membro da Banca: Silva, Thales Augusto Barbosa Pinto
Membro da Banca: Oliveira, Thiago Werlang de
Resumo : Começamos nosso trabalho com uma revisão de algumas teorias para a interação da radiação com a matéria. O modelo de Lorentz consiste na teoria clássica tanto para a matéria quanto para a luz. Em seguida, vemos o modelo de Rabi clássico, que trata o átomo como um sistema quântico e a luz como um campo eletromagnético clássico. Por fim, discutimos o modelo de Jaynes-Cummings (JC), em que tanto a luz quanto a matéria são descritos de acordo com a teoria quântica. Partindo do modelo de JC, calculamos a dinâmica para um sistema formado por um átomo de 3 níveis de energia na configuração Λ interagindo com um fóton no campo eletromagnético (capítulo 2). No capítulo 3, que contém o principal resultado deste trabalho, investigamos o átomo Λ dirigido por dois fótons. Resolvemos analiticamente a dinâmica não perturbativa do átomo. Como aplicação, estudamos a dinâmica de auto-organização do átomo (i.e., da purificação do estado quântico). Evidenciamos o efeito da não-linearidade induzida por dois fótons, principalmente da emissão estimulada, por meio da comparação do nosso modelo exato com o cenário aproximado contendo dois fótons independentes, agindo em série (cascata) sobre o átomo.
Resumo em lingua estrangeira: We begin our work by developing the 3 possible approaches that we can take when dealing with the interaction of radiation with matter. We have the classical theory, which consists of the Lorentz model. Next, we have the Rabi model, which is a semi-classical theory where we treat the quantized atom and the classical electromagnetic field. And finally, the fully quantum model which is the Jaynes-Cummings (JC) model. We use the JC model to calculate the entire dynamics for a system formed by a 3-level atom in the Λ configuration and a photon in an electromagnetic field (chapter 2). We also calculate the transition probabilities, for the initial condition in which there is a photon in the field and the atom is in the ground state. In chapter 3, which contains our main results, we investigate the same atom Λ, inserted in an electromagnetic field, but now containing two photons. We analytically solve the non-perturbative dynamics of this atom. As an application, we study the dynamics of a quantum state purification. We evidence two-photon nonlinearities and stimulated emission by comparing our exact model with the approximate scenario where two cascading single-photon wave packets drive the atom.
Palavra-chave: Adaptação dissipativa
Interação da radiação com a matéria
Jaynes-Cummings
Emissão estimulada
Palavra-chave em lingua estrangeira: Dissipative adaptation
Interaction of radiation with matter
Jaynes-Cummings
Stimulated emission
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Física (IF)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física
Referência: SILVA, Wendel Lopes da. Emissão estimulada e auto-organização em um sistema quântico dissipativo. 2024. 52 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/6591
Data defesa documento: 26-Jan-2024
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - IF - PPGF - Dissertações de mestrado

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