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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:kobv:517-opus-59814
URL: http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2012/5981/


Mari, Andrea

Signatures of non-classicality in optomechanical systems

Nicht klassische Merkmale in optomechanischen Systemen

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Dokument 1.pdf (4.953 KB) (SHA-1:6037eb766c40cb831e15bdc05079f27bb3880e6e)


Kurzfassung in Englisch

This thesis contains several theoretical studies on optomechanical systems, i.e. physical devices where mechanical degrees of freedom are coupled with optical cavity modes. This optomechanical interaction, mediated by radiation pressure, can be exploited for cooling and controlling mechanical resonators in a quantum regime.

The goal of this thesis is to propose several new ideas for preparing meso- scopic mechanical systems (of the order of 10^15 atoms) into highly non-classical states. In particular we have shown new methods for preparing optomechani-cal pure states, squeezed states and entangled states. At the same time, proce-dures for experimentally detecting these quantum effects have been proposed. In particular, a quantitative measure of non classicality has been defined in terms of the negativity of phase space quasi-distributions. An operational al- gorithm for experimentally estimating the non-classicality of quantum states has been proposed and successfully applied in a quantum optics experiment. The research has been performed with relatively advanced mathematical tools related to differential equations with periodic coefficients, classical and quantum Bochner’s theorems and semidefinite programming. Nevertheless the physics of the problems and the experimental feasibility of the results have been the main priorities.

Kurzfassung in Deutsch

Die vorliegende Arbeit besteht aus verschiedenen theoretischen Untersuchungen von optomechanischen Systemen, das heißt physikalische Bauteile bei denen mechanische Freiheitsgrade mit Lichtmoden in optischen Kavitäten gekoppelt sind. Diese optimechanischen Wechselwirkungen, die über den Strahlungsdruck vermittelt werden, lassen sich zur Kühlung und Kontrolle von mechanischen Resonatoren im Quantenregime verwenden.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, verschiedene neue Ideen für Methoden vorzuschlagen, mit denen sich mesoskopische mechanische Systeme (bestehend aus etwa 10^15 Atomen) in sehr nicht-klassischen Zuständen präparieren lassen. Außerdem werden Techniken beschrieben, mit denen sich diese Quateneffekte experimentell beobachten lassen. Insbesondere wird ein quantitatives Maß für Nichtklassizität auf der Basis von Quasiwahrscheinlichkeitsverteilungen im Phasenraum definiert und ein operationeller Algorithmus zu dessen experimenteller Beschrieben, der bereits erfolgreich in einem quantenoptischen Experiment eingesetzt wurde.

Freie Schlagwörter (Deutsch): Quanten Optomechanik , gequetschte Zustände , nicht klassische Zustände , Verschränkung , Wigner Funktion
Freie Schlagwörter (Englisch): Quantum Optomechanics , squeezing entanglement , Wigner negativity, non-classicality
RVK - Regensburger Verbundklassifikation: UH 7500
Institut: Institut für Physik und Astronomie
Fakultät: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: a Dissertation
Hauptberichter: Eisert Jens (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.06.2012
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 21.06.2012
Bemerkung: PACS-Klassifikation: 85.85.+j , 42.50.Lc , 42.50.Ar , 05.70.Ln
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