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    La investigación produce rayos de luz intensos con correlaciones cuánticas

    Las aplicaciones potenciales de la investigación llevada a cabo en la Universidad de São Paulo incluyen metrología de alta precisión y codificación de información (bombeo láser para la producción de haces de luz correlacionados cuánticamente). Crédito:Marcelo Martinelli / IF-USP

    Las propiedades de los estados cuánticos de la luz ya están aprovechadas por tecnologías de vanguardia tan sofisticadas como las de las últimas actualizaciones de sensibilidad de LIGO. el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser, desplegado para detectar ondas gravitacionales desde septiembre de 2015, o las claves de cifrado utilizadas para la seguridad a bordo de los satélites.

    Ambas soluciones utilizan cristales como amplificadores ópticos sin ruido. Sin embargo, el uso de vapores atómicos se ha considerado una alternativa más eficiente que mejora la accesibilidad de estados de luz no clásicos.

    "Demostramos que los osciladores basados ​​en estos amplificadores atómicos pueden generar haces de luz intensos con correlaciones cuánticas, "dijo Marcelo Martinelli, investigador del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (IF-USP). Martinelli es coautor de un artículo publicado en Cartas de revisión física describiendo los principales resultados hasta la fecha de un Proyecto Temático del que es investigador principal y que cuenta con el apoyo de la Fundación de Investigaciones de São Paulo — FAPESP.

    Tanto los cristales como los vapores atómicos se pueden utilizar para producir pares de haces de luz correlacionados cuánticamente. Investigar el comportamiento de estas fuentes es un desafío. El comportamiento de la luz por debajo de cierto nivel de potencia se asemeja al de la luz producida por una bombilla. Por encima de un cierto umbral, sus características son similares a las de un láser. “Es como si los cristales o el vapor atómico convirtieran la luz de una lámpara en luz láser. Es más fácil investigar esta transición en el medio atómico que en el cristalino, ya que se pueden producir rayos más intensos en un medio atómico, ", Dijo Martinelli.

    Las cavidades ópticas se utilizan para este propósito. Controlar la geometría de la cavidad y la temperatura del vapor atómico, Martinelli y sus colaboradores pudieron producir acoplamiento de fotones en cavidades más abiertas.

    "Esto ofrecía dos ventajas en comparación con las antiguas cavidades basadas en cristales:más eficiencia cuántica para que el número de fotones suministrados por la ventana de salida superara fácilmente el número de fotones perdidos en el medio ambiente". y la oportunidad de investigar detalles más sutiles de la transición entre la luz con frecuencias heterogéneas y la producción de intensos rayos láser. Era como si hubiéramos abierto una ventana a la dinámica cuántica de la transición de fase, ", Dijo Martinelli.

    Las aplicaciones potenciales incluyen metrología de alta precisión con manipulación del ruido cuántico en la luz y codificación de información a través del entrelazamiento cuántico.


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