Variabili stocastiche. Equazioni di Fokker-Planck e di Langevin. Spettro della radiazione laser. Proprietà della luce. Quantizzazione del campo elettromagnetico. Coerenze quantistiche e relazioni di indeterminazione. Stati di Fock, coerenti, di vuoto compresso, luminosi compressi, stato termico. Distribuzioni di quasi-probabilità. Stati intrecciati (“entangled”). Argomento EPR. Disuguaglianze di Bell. Criptografia quantistica. Misure non distruttive. Variabili continue. Effetti pondero-motivi.
R. Loudon, ‘The quantum theory of light’, Oxford University Press.
C.C. Gerry, P.L. Knight, ‘Introductory Quantum Optics’, Cambridge University Press.
Obiettivi Formativi
Acquisizione delle nozioni di base sulla trattazione quantistica dei campi elettromagnetici a bassa energia e sugli esperimenti che esplorano le proprietà quantistiche della radiazione. Raggiungimento di una comprensione generale di aspetti dell’ottica quantistica moderna. Capacità di utilizzo dei formalismi ricorrenti nei calcoli di ottica quantistica. Capacità di analisi e comprensione di esperimenti.
Metodi Didattici
CFU: 6
Numero di ore totali di lezione frontale: 48
Altre Informazioni
Ricevimento
Su appuntamento
Sito web:
http://www.ino.it/home/azavatta/corso/
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale
Programma del corso
Trattazione di variabili stocastiche. Moto Browniano. Equazione di Fokker-Planck. Equazioni di Langevin. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Proprietà della luce classica (coerente e caotica): correlazioni, momenti, spettro di potenza. Misure interferometriche e statistiche. Spettro di rumore di ampiezza e di frequenza e forma di riga di radiazione laser. Quantizzazione del campo elettromagnetico. Coerenze quantistiche e relazioni di indeterminazione. Stati quantistici della luce: stati di Fock, coerenti, di vuoto compresso, luminosi compressi, stato termico. Indicatori di luce non-classica. Separatore di fascio e rivelazione in omodina. Esperimento di Hong-Ou-Mandel. Distribuzioni di quasi-probabilità e funzione di Wigner. Stati separabili e intrecciati (“entangled”). Argomento EPR: non località e realismo. Disuguaglianza di Bell. Applicazioni: criptografia quantistica, calcolo quantistico. Misure non distruttive. Variabili continue e approssimazione semi-classica. Cavità ottica. Produzione di radiazione ‘squeezed’. Pressione di radiazione ed effetti pondero-motivi. Limite quantistico standard.