Generación de luz comprimida («squeezing»)
Los estados comprimidos de la luz son aquellos en los que un observable x de la radiación, por ejemplo la amplitud del campo eléctrico, presenta fluctuaciones cuya desviación estándar Δ2x es inferior a ℏ/2 siendo que la relación de incertidumbre de Heisenberg impone que Δ2x Δ2p ≤ ℏ2/4 (aquí p es la magnitud conjugada de x, por ejemplo el campo magnético en unidades adecuadas).
Los estados comprimidos de la luz son estado no-clásicos, esto quiere decir que no se generan naturalmente por medio de fuentes térmicas ni por medio de corrientes eléctricas clásicas (antenas o similares). El carácter no-clásico de los estados comprimidos los torna un valioso recurso para el estudio de efectos puramente cuánticos tales como el entrelazamiento, la no-localidad, etc. y para el procesamiento cuántico de información.
Posiblemente uno de los métodos más sencillos de generar luz comprimida es haciendo pasar un haz de luz láser (estado clásico) linealmente polarizado a través de una celda de un vapor atómico que tenga transiciones entre niveles para frecuencias próximas a la de la luz incidente. A la salida de la celda se observa que la componente de la radiación, con polarización perpendicular a la incidente, está en un estado comprimido (no-clásico). A este fenómeno se lo designó originalmente como squeezing por auto-rotación de la polarización.
La principal contribución de nuestro laboratorio a este tema consistió en re-interpretar el fenómeno como squeezing de polarización. Desde este punto de vista los observables cuyas fluctuaciones se modifican son los llamados parámetros de Stokes que describen el estado de polarización de cualquier campo de luz. Esta innovación conceptual tiene importantes consecuencias experimentales que condujeron a una considerable simplificación del montaje reduciéndolo a una geometría unidimensional sin partes móviles. Gracias a estos avances se logró el mayor nivel de compresión hasta ahora alcanzado con esta técnica [Bar11] y se facilitó la caracterización completa del estado de la luz [Val14].
[Bar11] “Polarization squeezing of light by single passage through an atomic vapor«, S. Barreiro, P. Valente, H. Failache, A. Lezama, Phys. Rev. A 84, 33851 (2011).
[Val14] “Experimental characterization of the Gaussian state of squeezed light obtained via single-passage through an atomic vapor«, P. Valente, A. Auyuanet, Barreiro, H. Failache, A. Lezama. Phys. Rev. A, 91, 053848 (2015).
