Geração de pares de fotões entrelaçados

Abstract

Neste trabalho estudamos as propriedades dos estados entrelaçados do ponto de vista teórico e experimental. Apresentamos uma montagem experimental que permite gerar fotões entrelaçados em fibras óticas, usando o processo espontâneo de mistura de quatro ondas, o qual descrevemos em detalhe teoricamente. Os estados entrelaçados são os argumentos centrais no paradoxo de Einstein, Podolsky e Rosen (paradoxo EPR), que questiona a natureza e a validade da teoria quântica. Contudo, o teorema de Bell veio validar a mecânica quântica. Assim, analisamos teoricamente os estados entrelaçados gerados experimentalmente, onde demonstramos a violação de uma das desigualdades de Bell por parte dos estados entrelaçados. A violação experimental da desigualdade pode ser usada como confirmação de que os estados gerados pela nossa montagem experimental são de fato entrelaçados. O teorema de Bell acabou com a discussão do paradoxo de EPR, mas outras questões surgiram. Neste trabalho abordamos ainda um dos tópicos relativamente recentes e pouco inexplorados que surgiu no seguimento do teorema de Bell que e a sua generalização para sistemas de multi-partículas. Por fim apresentamos as nossas conclusões principais.

In this work we study the properties of entangled states in both theoretically and experimentally. We present an experimental setup that allows to generate entangled photon pairs in optical bers, using the spontaneous four-wave mixing process, which we study theoretically detail. The entangled states are the basis of the Einstein, Podolsky and Rosen paradox (EPR paradox) that calls into question the nature and the validity of quantum mechanics. However, the Bell theorem came to validate the quantum theory. We analyze theoretically the entangled states generated by our experimental setup, where we show the violation of one of Bell's inequalities by entangled states, which is con rmed experimentally. The violation of the inequality can be used as con rmation that the states generated by our experimental setup are indeed entangled. The Bell theorem ends with the discussion of the EPR paradox, but arises others questions. In this work we study another, relatively recent and unexplored topic, that arises as consequence of Bell's theorem, that is its generalization for mutiparticles systems. Lastly, we present our main conclusions.