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Title: Fenômenos paramétricos de segunda ordem e transições Landau-Zener em eletrodinâmica quântica de circuitos
Other Titles: Second order parametric phenomena and Landau-Zener tarnsitions in circuit quantum electrodynamics
Authors: Silva, Everton Luis da Silva e
Orientador(es):: Dodonov, Alexandre
Assunto:: Eletrodinâmica quântica de circuitos
Ressonância magnética
Issue Date: 13-Apr-2017
Data de defesa:: 24-Feb-2017
Citation: SILVA, Everton Luis da Silva e. Fenômenos paramétricos de segunda ordem e transições Landau-Zener em eletrodinâmica quântica de circuitos. 2017. ix, 110 f., il. Dissertação (Mestrado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Abstract: Nesta dissertação vamos estudamos analitica-numericamente um arranjo não estacionário de Eletrodinâmica Quântica de circuitos no qual N átomos artificiais de dois níveis interagem com um modo de campo eletromagnético confinado em um ressonador. Consideramos que a frequência de transição atômica ou o acoplamento átomo campo são modulados temporalmente por uma superposição de funções harmônicas com frequências n(j). E mostrando que todos os fenômenos ressonantes que ocorrem para uma frequência específica $\eta$ também ocorrem quando $\eta$ é reduzido pela metade. Todavia, neste último caso, a taxa de transição entre os estados acoplados pela modulação é consideravelmente menor. Dentre os fenômenos previstos na nossa abordagem destacam-se: o efeito Casimir dinâmico, o efeito anti-Jaynes-Cummings e um novo fenômeno descrito em trabalhos recentes no contexto da eletrodinâmica quântica de circuitos, denominado anti-efeito Casimir dinâmico. As taxas de transição entre os estados são calculadas explicitamente no regime de acoplamento fraco, e as perspectivas para a implementação do nosso modelo em laboratório são analisadas de maneira qualitativa. Ademais, investigamos numericamente o comportamento do sistema no regime ultraforte de interação radiaçãomatéria uma vez que nossos cálculos analíticos não contemplam este caso. Por fim, demonstramos que, quando a frequência de modulação $\eta$ varia linearmente com o tempo, transições Landau-Zener efetivas são induzidas no sistema.
???metadata.dc.description.abstract1???: In this work we investigate analytically and numerically the nonstationary circuit quantum electrodynamics setup in which a single atificial atom interacts with a single mode of the electromagnetic field confined in a ressonator. We consider that the atomic transition frequency or the atom-field coupling strength are modulated in time by a multi-tone external perturbation. We show that all the resonant phenomena that occur for the modulation frequency $\eta$ also occur for the halved modulation frequencyes. However in the latter case the associated transition rates between the coupled states are significantly smaller. We derive several effects, such as: dynamical Casimir effect, anti-Jaynes-Cummings effect and a new phenomenon predicted in recent works in circuit quantum electrodynamics called anti-dinamical Casimir effect. The transition rates between the light-matter dressed states are evaluated explicitly and the prospects of experimental implementation of our model are discussed in a qualitative manner. Furthermore we numericaly study the behavior of this system in the ultrastrong coupling regime, since our analytical calculations do not contemplate this case. Finally we show that when the modulation frequency $\eta$ changes linearlly with time, effective Landau-Zener transitions are induced in the system.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017.
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