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Quantum optics with optomechanical systems

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Los límites de las mediciones de interferometría

Un proyecto financiado por fondos europeos trató de obtener más información sobre el ruido causado por la presión de radiación entre un láser y la materia con la que interacciona mediante el uso de cavidades optomecánicas.

Cambio climático y medio ambiente

La interferometría se utiliza ampliamente para medir pequeños desplazamientos con valores muy altos de sensibilidad. Sin embargo, incluso cuando se eliminan todas las fuentes clásicas de error del proceso de medición, el ruido cuántico limita la detección de ondas gravitacionales o la sensibilidad de los interferómetros de sobremesa. Para estudiar más a fondo este fenómeno, el proyecto «Quantum optics with optomechanical systems» (QOOMS), financiado con fondos europeos, desarrolló un resonador optomecánico en el que el ruido de la presión de radiación cuántica (QRPN) prevaleció sobre el ruido térmico. Las superficies de los espejos de alta reflectividad del resonador proporcionaron una altísima precisión óptica y aumentaron las fluctuaciones de intensidad dentro de la cavidad que dan lugar al ruido QRPN. Los científicos utilizaron una instalación experimental para crear correlaciones entre dos haces de luz y enviarlos al interior de una cavidad óptica de Fabry-Perot de alta precisión. La observación de las correlaciones entre la intensidad del primer haz y la fase del haz de sonda les permitió demostrar los efectos del ruido QRPN. Dado que la contaminación era evidente en las mediciones, los científicos situaron la cavidad en un criostato, reduciendo así el ruido térmico en dos órdenes de magnitud. QOOMS también desarrolló un resonador micromecánico de cuarzo y lo integró en la instalación experimental. Se desarrollaron varias técnicas para recubrir el espejo de alta reflectividad en la parte superior del resonador. La elevada precisión óptica proporcionada por estos revestimientos de baja pérdida incrementó drásticamente tanto la sensibilidad ante los desplazamientos como los efectos de ruido QRPN. Los trabajos del proyecto mejoraron significativamente los conocimientos acerca del ruido cuántico en mediciones interferométricas.

Palabras clave

Presión de radiación, láser, interacción con la materia, interferometría, ruido cuántico, onda gravitacional, óptica cuántica, resonador optomecánico, presión de radiación del ruido cuántico, ruido térmico, precisión óptica, cavidad de Fabry-Perot

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