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Quantum optics with optomechanical systems

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I limiti nelle misurazioni interferometriche

Un progetto finanziato dall'UE mirava ad acquisire ulteriori conoscenze in merito al rumore causato dalla pressione di radiazione nell'interazione tra laser e materia, utilizzando cavità ottico-meccaniche.

Cambiamento climatico e Ambiente

L'interferometria è ampiamente utilizzata nella misurazione di piccoli spostamenti con valori molto elevati di sensibilità. Tuttavia, anche se tutte le fonti classiche di errore sono state eliminate dal processo di misurazione, il rumore quantistico limita le onde gravitazionali o le sensibilità interferometriche da tavolo. Per studiare ulteriormente questo fenomeno, il progetto QOOMS ("Quantum optics with optomechanical systems"), finanziato dall'UE, ha sviluppato un risonatore ottico-meccanico in cui il rumore di pressione della radiazione quantistica (QRPN) prevaleva sul rumore termico. Le superfici a specchio altamente riflettenti del risonatore hanno consentito elevata finezza ottica e potenziato le fluttuazioni di intensità intracavitaria che danno luogo a QRPN. Gli scienziati hanno utilizzato una configurazione in cui le correlazioni tra due fasci di luce sono stati creati e proiettati in una cavità ottica di Fabry-Perot a elevata finezza. Il monitoraggio delle correlazioni tra l'intensità del primo fascio e la fase del fascio della sonda ha permesso loro di dimostrare gli effetti QRPN. Poiché la contaminazione era presente nelle misurazioni, gli scienziati hanno utilizzato la cavità in un criostato, riducendo pertanto il rumore termico di due ordini di grandezza. QOOMS ha inoltre sviluppato un risonatore micro-meccanico al quarzo e lo ha integrato nella configurazione. Svariate tecniche sono state sviluppate per rivestire lo specchio ad alta riflettività sulla parte superiore del risonatore. L'elevata finezza ottica fornita da tali rivestimenti a bassa perdita ha drasticamente aumentato la sensibilità di spostamento e gli effetti QRPN. Il lavoro del progetto ha notevolmente migliorato la conoscenza del rumore quantistico nelle misurazioni interferometriche.

Parole chiave

Pressione di radiazione, laser, interazione con la materia, interferometria, rumore quantistico, onda gravitazionale, ottica quantistica, risonatore ottico-meccanico, rumore di pressione della radiazione quantistica, rumore termico, finezza ottica, cavità

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