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Ottica quantistica

L’ottica quantistica è un campo di ricerca della fisica che analizza i fenomeni che comprendono la luce e la sua interazione con la materia a livello sub-microscopico con un approccio meccanico-quantistico. L’ottica quantistica studia la natura e gli effetti della luce considerando la quantizzazione dei sistemi atomici e la natura corpuscolare della luce, superando le teorie classiche che la ritenevano solo un’onda elettromagnetica.

Teorizzata e sviluppata a inizio ‘900 da illustri menti quali Planck, Einstein, Young e Bohr, trova negli anni ’60 una delle sue massime espressioni nella scienza dei laser fornendo un’applicazione a concetti teorici precedentemente definiti: coerenza spaziale e temporale, assorbimento ed emissione spontanea e stimolata, stati coerenti e squeezed.

Lo sviluppo dei laser ad impulsi ultracorti, generati con le tecniche Q-switch e Mode-Locking, ha permesso la nascita di una branca dell’ottica quantistica, lo studio dei processi ultraveloci.

Attraverso l’ottica quantistica è inoltre possibile studiare la statistica dei fotoni, analisi che ha portato allo sviluppo di strumenti per la rivelazione diretta degli stessi basata su effetto fotoelettrico o fotovoltaico.

L’amplificazione ottico-acustica, gli effetti e i dispositivi elettro e magneto-ottici sono tutti descritti da questa branca della fisica quantistica che ha reso possibile la realizzazione di esperimenti di atom-cooling, atom-trapping e condensazione di Bose-Einstein.