Coherencias y correlaciones cuanticas en materia condensada.(F�sica)

Publication: Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales

Publication Date: 01-SEP-05

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COPYRIGHT 2005 Acedemia Colombiana de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales

Resumen

La busqueda de manifestaciones cuanticas coherentes a escala macroscopica es actual mente intensa. En especial, con la fabricacion de nanoestructuras semiconductoras se ha podido llegar a un nivel de control tanto espacial como temporal donde esos efectos cuanticos asombrosos pudieran ser demostrados. En este articulo se presenta una revision critica de resultados recientes sobre la creacion de estados cuanticos enredados en sistemas de puntos cuanticos, la observacion de su decoherencia en escalas de tiempo del orden de picosegundos, asi como tambien la transferencia de coherencias entre un estado cuantico macroscopico tipo condensado de Bose-Einstein y la luz que emite.

Palabras clave: Enredaminento; nanoestructuras semiconductoras: control coherente.

Abstract

The search for quantum coherent manifestations at a macroscopic length scale is intense nowadays. Specially, based on the fabrication of semiconductor nanostructures is now possible a level of space and time control with which those astonishing quantum effects could be demonstrated. In this paper a critical review on recent results concerning the generation of entangled states in quantum dot systems, the observation of their decoherence on a picosecond scale of time as well as the transfer of coherences from a quantum macroscopic state such as a Bose-Einstein condensate to the light it emitts is presented.

Key words: Entanglement, semiconductor nanostructures; coherent control.

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Comprender las propiedades del mundo que nos rodea desde el conocimiento basico de que todo objeto material esta hecho de particulas (atomos) en perpetuo movimiento, ha sido uno de los mayores logros de la fisica del siglo XX. Es asi como la teoria que conecta el conjunto de leyes fundamentales de la dinamica y estructura de la materia a escala atomica, la denominada fisica cuantica, ha demostrado en los ultimos 80 anos una serie de exitos sin precedentes en la historia de esta ciencia. Es una teoria ampliamente corroborada y en algunos casos con predicciones paradojicas o contra-intuitivas, aunque experimentalmente bien demostradas. El rango de fenomenos a los que ha sido aplicada esta teoria fundamental de la fisica es enorme. Inicialmente se desarrollo alrededor de los resultados de la espectroscopia atomica, de donde se paso a comprender el mundo sub-atomico (fisica nuclear y de particulas) y el mundo supra-atomico (fisica molecular y del estado solido). Muchas tecnologias modernas serian imposibles sin la fisica cuantica: basta recordar que todas las tecnologias informaticas actuales estan basadas en el entendimiento cuantico de los semiconductores o que la fabricacion de laseres descansa en el conocimiento de los procesos cuanticos elementales de la interaccion de la radiacion y la materia.

La fisica cuantica ha representado igualmente una nueva forma de ver el mundo donde las probabilidades, las incertidumbres y las superposiciones representan el conocimiento mas profundo y exacto que podemos tener de un sistema fisico. Esta nueva perspectiva ha abierto una puerta para entender y manipular la informacion a un nivel mucho mas profundo. De una primera era donde el interes se centro en comprender y explicar las estructuras a nivel atomico estamos entrando en una segunda revolucion donde el enfasis esta en el control de las correlaciones espaciales y temporales que poseen los sistemas cuanticos. Muy recientemente se han logrado fabricar nanoestructuras de estado solido que han permitido ampliar el rango de sistemas donde los efectos de las coherencias y correlaciones cuanticas pueden manifestarse a escalas meso-- y macroscopica. La interaccion de la luz con los sistemas materiales a distintas escalas de tamano ha sido el elemento clave para comprender los secretos de la naturaleza. En este articulo se pasa revista a algunos de los hitos mas importantes en esta busqueda de efectos de...

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