Dinamica e correlazioni in sistemi quantistici in prossimita' di superfici materiali anche fuori equilibrio

Progetto: Research project

Dettagli progetto

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Il progetto di ricerca presentato ha come obiettivo lo studio e l’analisi di alcuni aspetti comuni alle tematiche di ricerca dei proponenti il progetto.
Queste tematiche hanno in oggetto: i) l’analisi della dinamica di vari tipi di correlazioni quantistiche in sistemi composti immersi in ambienti fisici di varia natura. Il caso di ambienti di stato solido è stato oggetto di progetti PRIN (2007 e 2009) ben valutati ma non finanziati; ii) lo studio delle forze di Casimir fra atomi o fra atomi e oggetti macroscopici (metalli e/o dielettrici) in situazioni fuori dall’equilibrio che si realizzano per esempio quando lastre o oggetti macroscopici neutri sono posti in rapido movimento a velocità non uniforme nel vuoto (Effetto Casimir e Casimir-Polder dinamico), o quando gli oggetti interagenti si trovano a temperature differenti (condizione di non equilibrio termico). Tale tematica, con particolare riferimento alle forze di Casimir e di Casimir-Polder dinamiche, è stata oggetto di un progetto PRIN presentato nel 2009, ben valutato ma non finanziato.

In questo progetto si intende esaminare un tipo di configurazione in cui gli atomi (qubit) non sono immersi in un ambiente strutturato, ma sono posti nel vuoto e in prossimità di pareti materiali, quali dielettrici o conduttori, anche a temperatura diversa da zero. In queste condizioni, quando gli atomi sono sufficientemente vicini alla parete, ci si aspetta che l’effetto Casimir influenzi in modo determinante la dinamica dei singoli sottosistemi (qubit o atomi) e quindi la dinamica delle correlazioni. Infatti è stato recentemente mostrato che le correlazioni fra i sistemi, quali per esempio l’entanglement, sono influenzate dalle forze di Casimir. Inoltre è stata analizzata la relazione fra gli aspetti nonlocali delle correlazioni fra gli atomi interagenti con il campo elettromagnetico nello stato di vuoto, e le forze di Casimir.

Più specificatamente, si considereranno situazioni in cui la distanza fra gli atomi (qubit) o fra atomi e pareti è dell’ordine dei micrometri. Si vuole esaminare come le forze di Casimir e conseguentemente le correlazioni tra qubit (per esempio, atomi a due livelli) dipendono dalle diverse condizioni fisiche delle pareti, quali per esempio le proprietà elettriche e magnetiche dei materiali di cui esse sono costituite oppure la loro temperatura. Un altro aspetto della dinamica di un sistema atomo-parete che si intende investigare è anche quello in cui il sistema si trova in condizioni di non equilibrio. Tali condizioni possono, ad esempio, realizzarsi quando l'atomo è soggetto all'azione di campi esterni e/o la parete viene posta in moto non uniforme, o le sue proprietà dielettriche vengono variate nel tempo. Un aspetto interessante è che in tali situazioni dinamiche ci si aspetta che le forze di Casimir-Polder possano diventare repulsive, aspetto questo di grande interesse anche tecnologico. Un'altra situazione che si intende analizzare è quella in cui il sistema costituito da atomo, parete e ambiente si trova fuori dall'equilibrio termodinamico. In questa situazione, la dinamica delle correlazioni può essere utilizzata per estrarre informazioni sui flussi di calore scambiato fra le parti del sistema. Questo aspetto è attualmente di grande interesse nella comunità scientifica.
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/12 → …

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