mgr Mariusz Żaba

Promotor: prof. dr hab. Robert Olkiewicz

Nieodwracalna dynamika kwantowych układów optycznych

I recenzent: prof. dr hab. Robert Alicki - Instytut Fizyki i Astrofizyki, Uniwersytet Gdanski

II recenzent: dr hab. Lech Jakóbczyk, prof. UWr - Instytut Fizyki Teoretycznej, Uniwersytet Wrocławski

Głównym celem rozprawy doktorskiej było badanie ewolucji konkretnych (fizycznych) układów optycznych przy pomocy teorii opisujących układy otwarte. Okazuje się, że skomplikowany aparat matematyczny pozwala w piękny sposób opisać i zrozumieć mechanizmy rządzące tymi układami. Niniejsza rozprawa wpisuje się w pewien nurt prac badających ewolucję układów otwartych i może pozwolić inżynierom i optykom na wykorzystanie wyników w ich eksperymentach. Praca ta składa się z pięciu zasadniczych części. Pierwsze dwie to opis teoretyczny. Tutaj czytelnik znajdzie podstawowe pojęcia teorii nieodwracalnej dynamiki układów kwantowych wraz z referencjami oraz pojęcia jakimi na co dzień posługują się kwantowi optycy. Pozostałe trzy rozdziały to analiza fizycznych układów optycznych. W rozdziale trzecim przedyskutowano ewolucję polarytonów we wnęce w przybliżeniu markowskim. Czwarty rozdział to opis dynamiki zdegenerowanego parametrycznego oscylatora (DOPO). Całość kończy analiza ewolucji układu SPL NOPO z niesymetrycznymi pętlami sprzężenia zwrotnego. W pracy pokazano, że dla układu polarytonów w ekscytonowym rezerwuarze istnieje stan równowagowy będący stanem termicznym. W układzie DOPO, przy zachowaniu pewnych warunków, również taki stan istnieje i w ogólności jest on stanem termicznym, ściśniętym i przesuniętym. Przeanalizowano temperaturę i parametr ściskania w zależności od wyboru parametrów dynamicznych i pokazano jak dobierać odpowiednie parametry aby otrzymać stan o określonych własnościach. W układzie SPL NOPO z niesymetrycznymi pętlami sprzężenia zwrotnego sformułowano warunki istnienia stanu równowagowego. Okazuje się, że w takich układach stan równowagowy, o ile istnieje, to jest stanem gaussowskim. Zbadana została ewolucja splątania wybranych stanów gaussowskich i pokazano, że w tego typu układach można mówić o śmierci splątania.