Prof. J. Peřina: Kvazidistribuce v nelineární kvantové optice

Prof. Jan Peřina pronesl na kongresu Optics+Optoelectronics 2013 u příležitosti převzetí Ceny Galilea Galilei přednášku na téma Kvazidistribuce v nelineární kvantové optice. Přinášíme zde z ní úvod a její záznam v textové a grafické podobě.

Kvazidistribuce v nelineární kvantové optice

Jan Peřina, Palackého univerzita v Olomouci, Česká republika

Z článků R. J. Glaubera publikovaných v roce 1963, základů moderní kvantové optiky, je dobře známo, že optické procesy mající úplně kvantové chování, tj. procesy bez klasické analogie, jsou popsány pomocí kvazidistribucí, např. s použitím váhové funkce v diagonální Glauber-Sudarshanově reprezentaci matice hustoty. Takové kvazidistribuce mají některé vlastnosti klasických distribučních funkcí, např. jsou normalizované. Naopak některé vlastnosti pravděpodobnosti obecně nesplňují – jedná se o tzv. zobecněné funkce (lineární funkcionály, které mohou vykazovat i vyšší stupeň singularity než Diracova delta funkce) a mohou nabývat i negativních hodnot. To odráží fyzikální fakt, že kvantová dynamika je mnohem bohatší než dynamika klasická, a tak některé kvantové systémy mohou být vyjádřeny takovýmto „pravděpodobnostním dluhem“. Tento přístup reprezentuje důležitý úhel pohledu založený na vlnových vlastnostech kvantových systémů.

V následující práci používáme optické parametrické procesy v neklasických režimech k ilustraci použití vlnových kvazidistribucí jako nástroje v situacích, kdy složky kvantového šumu nabývají negativních hodnot a standardní Cauchyho integrály selhávají. V takovém případě mohou být použity tzv. zobecněné superpozice koherentních a kvantově-šumových polí. Spočítané kvazidistribuce porovnáváme s nedávno naměřenými experimentálními daty.

• přednáška ve formě článku
• prezentace
• experimentální data
• časový vývoj kvazidistribuce (animace 1)
• časový vývoj kvazidistribuce (animace 2)