In ottica quantistica si studiano gli aspetti fondamentali dell'interazione radiazione-materia, dal singolo atomo in interazione con un modo del campo fino alle interazioni collettive coerenti tra una molteplicita` di sistemi. In questo contesto e' possibile osservare effetti e stati del tutto privi di analogo classico, in cui gioca un ruolo cruciale la generazione di entanglement.
Negli ultimi anni i sistemi ottico-quantistici sono diventati i soggetti privilegiati per gli esperimenti di fondamento in meccanica quantistica e le applicazioni alla "fisica dell'informazione".
Su queste tematiche e' attivo in Dipartimento un gruppo di ottica quantistica riconosciuto internazionalmente e che coopera attivamente con numerosi gruppi teorici e sperimentali in Italia e in Europa.
Con il presente progetto si vuole rafforzare la ricerca in questa area, in particolare sull'elettrodinamica in cavita`, l'informazione e comunicazione quantistiche e lo studio degli effetti quantistici collettivi in fisica atomica.
Il progetto si articola in tre punti principali:
- Si studiera' il trasferimento di entanglement da modi di radiazione variamente correlati quantisticamente ad atomi in cavita' separate, tenendo conto dell'accoppiamento della luce entangled multipartita con i modi di cavita'; si investighera' la generazione e la ripartizione di entanglement tra un modo di cavita' e piu' atomi guidati da un campo coerente durante l'interazione.
- Si studiera' la transizione tra regime classico e quantistico nel Laser a Rinculo Atomico Collettivo (CARL) in cavita` ad anello. Il regime quantistico, in cui l'interazione radiazione materia e' completamente coerente, e' particolarmente adatto alla generazione di entanglement tra i modi di radiazione e di momento atomico. Lo studio verra' svolto in collaborazione con il gruppo sperimentale dell'Universita' di Tubinga.
- Si studiera' la generazione, caratterizzazione ed applicazione di stati entangled non Gaussiani, con particolare attenzione ai protocolli di trasmissione e stoccaggio di informazione ed alle applicazioni in misure ultraprecise di stati e parametri di interazione.
Si rammenta che il gruppo di lavoro ha contribuito (su fondi FIRST correnti) all'alloggio del dottorando Berihu Gebrehiwot. La richiesta finanziaria include il rinnovo di questo contributo.