Optomeccanica quantistica
Micro-specchi oscillanti di Silicio and membrane nanometriche tensionate in SiN con sospensioni nodali e stadio di isolamento integrato. Nanoparticella levitante intrappolata otticamente.
Descrizione
Recentemente l’optomeccanica in micro e nano sistemi è emersa come campo di ricerca alla frontiera tra l’ottica, la fisica quantistica e dello stato solido, con implicazioni sia a livello fondamentale che tecnologico. La nostra ricerca si concentra sull’optomeccanica quantistica nel suo senso più ampio, coprendo argomenti di ottica quantistica (generazione e controllo di stati non classici della luce), di meccanica quantistica (decoerenza in oggetti macroscopici, preparazione e manipolazione di stati quantistici macroscopici, ecc.) e sensori quantistici.<br />
A tal fine abbiamo sviluppato tre piattaforme, in cui i modi di una cavità ottica ad alta finesse sono accoppiati alle risonanze meccaniche di sistemi con caratteristiche molto diverse: micro-specchi oscillanti, membrane nanometriche e nano-particelle levitanti.<br />
I nostri principali risultati includono la realizzazione di misure “quantum non-demolition” delle fluttuazioni dell’intensità della luce e dello squeezing ponderomotivo, e l’osservazione delle componenti quantistiche nel moto di un oscillatore meccanico. Abbiamo anche studiato e testato nuovi protocolli sperimentali per confinare le fluttuazioni di un oscillatore meccanico macroscopico al di sotto di quelle di punto zero e per produrre stati entangled tra modi ottici e meccanici.<br />
Recentemente ci stiamo concentrando sull’implementazione di sensori quantistici optomeccanici, cioè dispositivi capaci di raggiungere il limite quantistico nel processo di misura e che sfruttino effetti optomeccanici quantistici per migliorare l’efficienza di misura ed integrare le informazioni estratte in sistemi di comunicazione quantistica. A tal fine, uno dei nostri obbiettivi è il raggiungimento del regime quantistico di tali dispositivi a temperatura ambiente.<br />
Stiamo anche sfruttando la sensibilità e l’accuratezza di questi sistemi per testare possibili deviazioni dalla teoria quantistica standard, come ad esempio quelle previste da diversi modelli di collasso ed approcci alla gravità quantistica
