Influência da polarização e do ambiente nos aspectos complementares da natureza quântica da luz

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Andréa Freire dos
• Orientador(a): Bernardo, Bertúlio de Lima
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física
• Departamento: Física
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Física - Polarização; Relação de complementaridade; Sistema quântico aberto; Decoerência; Complementarity relations; Polarization; Open quantum systems; Decoherence
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30263

Embora a dualidade onda-partícula não seja um conceito relativamente novo na física moderna, o interesse pela mesma continua sendo um importante ponto de estudos e investigações. Atribuindo comportamentos mutuamente exclusivos de um sistema quântico ao aparato experimental ao qual é submetido, no exemplo de um interferômetro de dois caminhos os aspectos de onda e de partícula são quantificados através da visibilidade das franjas de interferência e da informação sobre o caminho percorrido pelas partículas. Neste trabalho, utilizamos ferramentas teóricas da informação quântica para derivar duas quantidades que mensuram os aspectos de onda e de partícula no cenário do experimento da dupla fenda de Young para um sistema de fótons. A derivação dessas quantidades teve como base o formalismo da matriz densidade unificada de coerência e polarização, o que nos possibilitou obter quantificadores capazes de descrever a influência combinada do caminho tomado pelos fótons, bem como da polarização. É possível verificar que esses quantificadores obedecem a uma relação de complementaridade análoga à desigualdade EGY, cuja validade é testada através de alguns exemplos com estados quânticos puros e mistos. Ao estendermos o estudo da dualidade onda-partícula aos sistemas abertos, nos confrontamos com a realidade do efeito da decoerência. Apesar de desempenhar um papel fundamental no estudo da transição quântica para a clássica, em se tratando de sistemas quânticos o efeito da decoerência aparece como um obstáculo ao processamento da informação quântica. Aqui nós mostramos que os quantificadores podem ser úteis para investigar de que formas o ambiente em questão interfere na perda da informação quântica codificada nos fótons e as consequências dos tipos de ambientes usados para o processamento de informação.