1. Seminários da Óptica e Informação Quântica – Emma Pearce

    Infrared imaging and sensing with undetected photons: smaller, faster, brighter, longer

    Emma Pearce
    (Imperial College London)

    Imaging in the infrared is utilised across many scientific disciplines, from material analysis to diagnostic medicine. However, applications are often limited by inefficient, noisy detectors as well as expensive infrared sources. Infrared imaging with undetected photons allows us to harness the information in the infrared while using the superior detection technology available in the visible range.

    In this talk, I will cover the work undertaken at Imperial College London over the past two years to explore both fundamental and practical aspects of this technique. I will first present a compact, robust, and portable system developed to demonstrate imaging with undetected photons outside of a lab environment, including a real-time analysis interface. I will go on to discuss a scheme that can compensate for losses in the system and reduce the power reaching the sample while maintaining a detectable signal. Finally, I will present recent theoretical and experimental results on using a stimulated non-linear process to enhance image quality.

    Link Zoom: https://umassboston.zoom.us/j/97176584442

    Grupo de Óptica e Informação Quântica
    Instituto de Física UFRJ

     

  2. Seminário PPGMFA – Prof. Luiz Vicente Gomes Tarelho

    Interações de Metrologia e Física: da construção da realidade física à construção da Economia 4.0

     

    Prof. Luiz Vicente Gomes Tarelho (InMetro)

    A Física surgiu da descrição de fenômenos provenientes da observação da Natureza e evoluiu para uma estrutura de teorias científicas comprovadas experimentalmente que permitem descrever a realidade física a partir da expansão da capacidade de observação dos sentidos humanos. Essa expansão se deu através da construção de instrumentos e dispositivos que permitiram realizar medições e prover descrições mais exatas, verdadeiras e precisas das grandezas e unidades envolvidas nessas medições. Nesse contexto, surge a metrologia como uma ciência que se ocupa com as melhores técnicas, procedimentos e métodos para realização de medições, construindo uma estrutura de conhecimento que permite o estabelecimento de uma estrutura internacional de padronização para as medições. Essa infraestrutura metrológica dá suporte para atividades de comércio internacional garantindo robustez, segurança e confiança na qualidade de produtos para as trocas comerciais internacionais. Adicionalmente, a metrologia auxilia a construir uma infraestrutura da qualidade que reconhece a certificação de bens produzidos numa cadeia produtiva inserida nessa infraestrutura metrológica. Além desse papel da metrologia, a padronização metrológica com uso das realizações práticas das unidades do Sistema Internacional de Unidades permite descrever uma metrologia física quanto-relativística a partir de 20 de maio de 2019, com a redefinição de algumas das unidades do SI. A metrologia física permite construir uma visão de futuro para a sociedade tecnológica que vivenciamos e com as perspectivas de redefinição da unidade de tempo, o segundo, em 2030-2034 e perspectivas de desenvolvimento da Indústria 4.0 com maior automação e virtualização do processo produtivo integrando-o à metrologia. Dessa maneira, a padronização metrológica descentralizada traz um futuro promissor para técnicas de metrologia quântica e para o desenvolvimento econômico e social do País. No seminário serão apresentados os conceitos metrológicos do Vocabulário Internacional de Metrologia, as definições e realizações práticas das unidades do Sistema Internacional de Unidades e trabalhos desenvolvidos e em desenvolvimento por alguns dos docentes e alunos de pós-graduação do Inmetro, nesse contexto metrológico. 


    Referências:
    1) Vocabulário Internacional de Metrologia: Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012). Duque de Caxias, RJ: INMETRO, 2012.
    2) Sistema Internacional de Unidades (SI) / Tradução do Grupo de Trabalho luso-brasileiro do Inmetro e IPQ. — Brasília, DF: Inmetro, 2021.
    3) Cadernos de Metrologia / Diretoria de Metrologia Científica e Tecnologia do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. Vol. 1, n. 1 (2019) Abr/Jun. – Duque de Caxias, RJ: Inmetro, 2019.

    Disponíveis em
    https://www.gov.br/inmetro/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/documentos-tecnicos-em-metrologia

    4) Fritz Riehle et al, The CIPM list of recommended frequency, standard values: guidelines and procedures, Metrologia 55 188, 2018. Disponível em
    https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aaa302

     

    TITULAÇÃO E FILIAÇÃO INSTITUCIONAL:

    • Doutorado em Tecnologia Nuclear (USPBrasil);
    • Pesquisador do IPEN-CNEN (1998-2008);
    • Pesquisador do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (2008- )

     

    AVISO: Palestrantes convidados têm total independência em seus comentários. Suas opiniões não refletem, necessariamente, a posição ou visão do Programa de Pós-graduação Multidisciplinar em Física Aplicada ou do Instituto de Física da UFRJ.

     

  3. Seminários da Óptica e Informação Quântica – Vitalie Eremeev

    High-fidelity synchronization and transfer of quantum states in
    optomechanical hybrid systems
    Vitalie Eremeev

    (Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago, Chile)

     

    In a hybrid quantum system, consisting of a three-level atom, cavity and mechanical oscillator (see Fig. 1a), we study the effects of synchronization and transfer of nonclassical states between the mechanical oscillator and the cavity field. As results, we show that an initially thermalized mechanical oscillator when connected to a squeezed bath, it evolves to a squeezed state which in steady state is synchronized with the cavity mode (see Fig. 1b). On the other hand, if the mechanical oscillator is initially prepared in a nonclassical state, e.g. squeezed and Schroedinger’s cat states, while the cavity is in a thermal state, then a periodic transfer between the mechanical oscillator and cavity mode occurs for given interaction times. As qualitative results, we prove that the synchronization and transfer of the quantum states are feasible with high fidelity. These effects are realizable in the regime of weak optomechanical coupling; however the fidelity can be improved by enhancing the optomechanical and Jaynes-Cummings couplings and reducing the loss rates, which is technologically attainable nowadays. 
     Reference: H. Molinares, V. Eremeev, M. Orszag, Phys. Rev. A 105, 033708 (2022).

     

     

     

     

     

     

     

    Grupo de Óptica e Informação Quântica
    Instituto de Física UFRJ

  4. Seminários da Óptica e Informação Quântica – Marcio Taddei

    Efficiently measuring many-body quantum systems
    Marcio Taddei

    (ICFO – The Institute of Photonic Sciences, Barcelona)

     

    Reconstructing the full quantum state of a many-body system requires the estimation of a number of parameters that grows exponentially with system size. Nevertheless, there are situations in which one is only interested in a subset of these parameters and a full reconstruction is not needed. A paradigmatic scenario is that where one aims at determining all the reduced states up to a given size. This is achieved by overlapping tomography, which we review here; it makes strong use of parallelization to address this problem with a number of product measurements much smaller than what is obtained when performing independent tomography of each reduced state.
    There are however many relevant physical systems with a natural notion of locality where one is mostly interested in the reduced states of neighboring particles. We introduce local overlapping tomography, aimed at that case (arXiv:2112.03924). First of all, we show that, contrary to its full version, the number of product measurements needed for local overlapping tomography does not grow with system size. Then, we present strategies for qubit and fermionic systems based on graph-coloring results, and also examples in selected lattice geometries.
    Finally, we present perspectives for further work on the question of when overlapping tomography is (almost) sufficient for full state description.

     

    Meeting ID: 880 8053 2007
    Passcode: 392159

    A sala estará aberta a partir das 15H15.

    Grupo de Óptica e Informação Quântica
    Instituto de Física – UFRJ

  5. Seminários da Óptica e Informação Quântica – Abasalt Bahrami

    Hybird Atom-Ion Quantum Simulator 
    Abasalt Bahrami 

    (Johannes Gütenberg-Universität Mainz & PostDoc at UCLA)

     

    In order to study interactions of atomic ions with ultracold neutral atoms, it is important to have sub-µm control over positioning ion crystals. We introduced a microfabricated planar ion trap which can simultaneously trap single Yb+ ions and 87Rb atoms in mirror-magneto optical trap (mMOT). To assure stable positioning of ion crystals with respect to trapped neutral atoms, we integrated into the overall design a chip-based Ioffe-Pritchard trap potential formed by a Z-shaped wire and an external bias magnetic field. The potential applications of our system would be detecting the magnetic field gradient produced by the magnetic dipole moment of a few atoms by using ions in an entangled state. It also features close analogies to natural solid-state systems, as the atomic degrees of freedom couple to phonons of the ion lattice, thereby emulating a solid-state system.

     

    Meeting ID: 842 1315 7623

    Passcode: 150130

    A sala estará aberta a partir das 15H15.

     

    Grupo de Óptica e Informação Quântica
    Instituto de Física UFRJ
  6. Seminário PPGMFA – Helio Jaques Rocha Pinto

    O Prof. Helio Jaques Rocha Pinto (OVUFRJ) apresenta o seminário:

    Interações galácticas e canibalizações de satélites pela Via Láctea

    A Via Láctea nos parece um sistema estelar estável, no qual as estrelas se formam continuamente em seus berçários distribuídos ao longo dos braços espirais. Mas o passado da Via Láctea guarda surpresas para quem a toma por seu aspecto atual: como toda grande galáxia ela foi formada por interações com satélites menores. O que hoje chamamos de nossa Galáxia é um sistema que canibalizou galáxias rivais e cresceu a ponto de dominar sua vizinhança. Esse processo ainda hoje acontece, e só não o vemos mais claramente no céu porque a galáxia anã que está sendo destroçada encontra-se do outro lado do centro galáctico. Futuramente, será a vez da Via Láctea se fundir com M 31, formando um enorme sistema estelar no qual, talvez, alguma civilização do porvir também venha a se questionar sobre o passado da galáxia em que habitam.

    AVISO: Palestrantes convidados têm total independência em seus comentários. Suas opiniões não refletem, necessariamente, a posição ou visão do Programa de Pós-graduação Multidisciplinar em Física Aplicada ou do Instituto de Física da UFRJ.

    https://if-ufrj-br.zoom.us/j/8297838539
    ID: 829 783 8539

  7. Seminário do Grupo de Flutuações Quânticas – Carlos Aragão de Carvalho

    Resumo: The quantum responses of relativistic gases of fermions or bosons to electromagnetic fields exhibit rather special properties as we vary physical parameters:

    i) left-handed material behavior for low frequencies;
    ii) propagation without loss of photonic modes, besides longitudinal and transverse plasmons;
    iii) presence of rotonlike structures in the condensed phase of Bose gases; and
    iv) quantum shifts in the temperature and pressure of Bose-Einstein condensation.

    Those results were obtained using the field-theoretic framework of quantum electrodynamics, and appear in the Ph. D. thesis of Daniel Medeiros Reis.

  8. [Reagendamento] Seminário PPGMFA – Roseane Alves

    A Profa. Roseane Alves (IPRJ – UERJ) apresenta o seminário:

    Modelagem computacional da dispersão atmosférica: contextos e aplicações

    O destino e distribuição de poluentes é um tema de interesse de toda a sociedade, pois tem um impacto direto na qualidade de vida da população. Neste seminário serão apresentados alguns conceitos sobre a dispersão de poluentes atmosféricos, como processos físicos e ferramentas matemáticas utilizadas. Por fim serão discutidas algumas aplicações e trabalhos publicados na literatura corrente.

    AVISO: Palestrantes convidados têm total independência em seus comentários. Suas opiniões não refletem, necessariamente, a posição ou visão do Programa de Pós-graduação Multidisciplinar em Física Aplicada ou do Instituto de Física da UFRJ.

    https://if-ufrj-br.zoom.us/j/8297838539
    ID: 829 783 8539