ELFT HÍRADÓ

[mcsete AT physx.u-szeged.hu]

Szeminárium meghívó

Cím: "Zernike polinomok a kvantum-fázistéren: összefonódott fotonpárok  
keletkezési valószínüségének aberrációja."

Elöadó: Professzor Varró Sándor
Wigner Fizikai Kutatóközpont, ELKH, Budapest
ELI-ALPS Kutatóintézet, Szeged

Idöpont: 2023. április 26. (szerda), 15.00 óra
SZTE TTIK FI Budó Ágoston tanterem & online
https://join.skype.com/ErP7Q8M2d6Xm

Absztrakt
"A fény kvantumállapotai, különösen a koherens és összenyomott  
állapotok, fontos szerepet játszanak a lézerek, kvantumoptikai  
parametrikus folyamatok és a fotonikában használt mérés-technikák  
fizikájában. A kvantumos képalkotási eljárásokban [1], valamint a  
kvantuminformatikai tudományban [2] összefonódott fotonpárokat  
használnak, amelyekkel nemklasszikus, pl. 'Einstein-Podolsky-Rosen  
(EPR)-típusú' korrelációk idézhetök elö. Elöadásunk témája ehhez a  
széles kutatási területhez tartozik, emellett a közlendö matematikai  
eredmények más rendszerekre is alkalmazhatók.
Az elöadás elsö részében röviden áttekintjük néhány alapvetö  
'fotonkorrelációs kísérlet' [2] hátterét és tanulságait. Ezután  
bemutatjuk és elemezzük a parametrikus konverzió során keletkezö  
EPR-fotonpárok statisztikáját leíró egzakt eredményünket, amelyet  
részben két korábbi munkánk [3-4] alapján vezettünk le. Egy speciális  
esetben a keletkezési valószínüségek amplitúdói Zernike polinomokra  
egyszerüsödnek, amelyek itt a kvantum-fázistéren értelmezett  
függvények. A Zernike polinomok jól ismertek a klasszikus optikai  
leképezés aberrációinak leírásában [5], és gyakorlati alkalmazásuk is  
jelentös (lásd pl. a deformálható tükrök vezérlése). Nemrég a  
wavelet-analízis matematikájában is szerepet kaptak [6]. Az általunk  
vizsgált fizikai rendszerben a 'kvantumos aberrációt' az indukált  
emisszió és abszorpció okozhatja, vagyis a spontán folyamattól való  
eltérést jellemzi. A származtatott 'kvantum Zernike polinomok' a  
megfelelö fázistéren vett aberrációs függvények egy teljes ortogonális  
rendszerét alkotják. Néhány példán bemutatjuk, hogy hogyan jelenik meg  
ez az általunk 'kvantum aberrációnak' nevezett jelenség a  
foton-számlálás statisztikájában. Bár ezek az aberrációs függvények  
nem a valódi téren vannak értelmezve, amelyben az elektromágneses  
sugárzás terjed, mégis valószínüleg van hatásuk a térbeli  
hullámfrontra is. Ennek alapján elképzelhetö, hogy a 'kvantum Zernike  
momentumok' alkalmazhatók akár az összefonódott fotonpárok  
parametrikus forrásainak minöségi jellemzésére is."

References.
[1] Lugiato L A, Gatti A and Brambilla E, Quantum imaging. J. Opt. B:  
Quantum Semiclass. Opt. 4 (2002) S176?S183.
[2] > The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the  
Nobel Prize in Physics 2022 to Alain Aspect, John F. Clauser and Anton  
Zeilinger; "for experiments with entangled photons, establishing the  
violation of Bell inequalities and pioneering quantum information  
science". <   
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/press-physicsprize2022-2.pdf
[3] Varró S : Regular phase operator and SU(1,1) coherent states of  
the harmonic oscillator. Physica Scripta 90, 074053 (2015).  
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/90/7/074053
[4] Varró S, Coherent and incoherent superposition of transition  
matrix elements of the squeezing operator. New Journal of Physics 24,  
053035 (2022).  
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ac6b4d/pdf
[5] Born M and Wolf E, Principles of Optics (Cambridge University  
Press, Cambridge, 2002).
[6] Pap M, A special voice transform, analytic wavelets, and Zernike  
functions. Chapter 3 in Advances in Imaging and Electron Physics (Vol.  
188, Editor P W Hawkes, Academic Press, San Diego, 2015).


Minden érdeklödöt szeretettel várunk.

*******
Seminar

Title: "Zernike polynomials on quantum phase space: aberrations of  
generation probabilities of entangled photon pairs."

Speaker: Professor Sándor Varró
Wigner Research Centre for Physics, ELKH, Budapest
ELI-ALPS Research Institute, Szeged

Date & location/platform: 3 pm, 26 (Wednesday) April, 2023
SZTE TTIK FI Budó Ágoston auditorium & online
https://join.skype.com/ErP7Q8M2d6Xm

Abstract:
"The quantum states of light have long been playing an important role  
in the physics of lasers and parametric processes in quantum optics,  
e.g. in noise reduction in measurements. Concerning quantum imaging  
[1] or quantum information science [2], they apply entangled photon  
pairs, with the help of which non-classical, e.g.  
'Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)-type' correlations can be studied. The  
subject of the talk belongs to this quite broad area of research, and  
the mathematical results to be presented may be applied to other  
systems.
In the first part of the talk we briefly summarize the background and  
morals of some basic photon correlation experiments [2]. Then, we  
shall present and discuss the exact photon statistics of EPR photon  
pairs stemming from the non-degenerate down-conversion process, which  
we have derived partly on the basis of our earlier works [3-4]. It  
will be shown that in a special case the derived probability  
amplitudes reduce to the Zernike polynomials. The Zernike polynomials  
are well-known in the classical theory of aberration in optical  
imaging [5], and also have important applications (e.g. in the control  
of deformable mirrors). Recently they have received a role also in  
wavelet analysis [6]. In the physical system under discussion the  
'aberration' stems from the (optional) induced emission and  
absorption, so it quantifies the deviation from the spontaneous  
process. The derived 'quantum Zernike polynomials' form a complete set  
of orthogonal aberration functions of the phase-space variables of the  
photons. We shall illustrate how the 'quantum aberration', as we  
propose to call this phenomenon, may manifest itself in the statistics  
of photon-counting. Though these functions do not depend on the  
coordinates in real space where the electromagnetic wave propagates,  
they likely have an effect on the wavefront. Thus, it seems that the  
'quantum Zernike moments' may also be used even for quality-assessment  
of parametric sources of entangled photon pairs."

Everyone is welcome to attend.

Dr. Csete Mária

----------------------------------------------------------------
This message was sent using IMP, the Internet Messaging Program.

Attachment: pngmeFQKlVuvx.png
Description: PNG image