L'Effet Casimir Dynamique et son lien avec l'Amplification Paramétrique en Optique Quantique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Dynamical Casimir Effect and its link with Optical Parametric Amplification in Quantum Optics

L'Effet Casimir Dynamique et son lien avec l'Amplification Paramétrique en Optique Quantique

François-Xavier Dezael
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 841698

Résumé

According to Quantum Field Theory, any non-uniformly accelerated scatterer in vacuum experiences a dissipative force due to vacuum fluctuations. Because of energy conservation, photons should be emitted. This theoretical prediction, called Dynamical Casimir Effect, is presented in the first part of the thesis. We calculate the radiation emitted by oscillating mirrors, in vacuum and in thermal baths. The scattering of fields inside an oscillating cavity is computed through an iteration in frequency domain so as to circumvent the divergences resulting from previous approaches and to extend calculations above the threshold of parametric oscillation. In the second part of the thesis, we show that it is possible to generate a phenomenon analogous to Dynamical Casimir Effect by squeezing vacuum fluctuations inside
devices like Optical Parametric Amplifiers (OPA). In order to reproduce the transformation of the fields scattered by oscillating mirrors, we study various systems made up of mirrors and chi(2) crystals pumped with laser. After a detailed analysis of experimental constraints, we propose a practical realization of the analogy with a monolithic micro-OPA, giving hope for a radiation widely exceeding the one achievable through mechanical means.
D'après la Théorie Quantique des Champs, tout diffuseur en accélération non-uniforme dans le vide subit une force dissipative liée aux fluctuations du vide. Par conservation de l'énergie, il doit émettre des photons. Cette prédiction théorique, appelée Effet Casimir Dynamique, est présentée dans la première partie de ce mémoire. Nous calculons les signatures du rayonnement émis par des miroirs oscillants, dans le vide et dans un bain thermique. La diffusion des champs au sein d'une cavité oscillante est déterminée par itération fréquentielle, de façon à pallier aux divergences des anciennes approches, et étendre les calculs au-delà du seuil d'oscillation paramétrique. Dans la deuxième partie de la thèse, nous montrons qu'il est possible de générer un phénomène analogue à l'Effet Casimir Dynamique par compression des fluctuations du vide au sein de dispositifs du type Amplificateur Paramétrique Optique (APO). De manière à reproduire la transformation des champs diffusés par des miroirs oscillants, nous étudions divers systèmes comportant des miroirs et des cristaux chi(2) pompés par laser. Après une analyse détaillée des contraintes expérimentales, nous proposons une réalisation pratique de l'analogie à l'aide d'un micro-APO monolithique, permettant d'espérer un rayonnement largement supérieur à celui accessible mécaniquement.
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Dates et versions

tel-00165149 , version 1 (24-07-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00165149 , version 1

Citer

François-Xavier Dezael. L'Effet Casimir Dynamique et son lien avec l'Amplification Paramétrique en Optique Quantique. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00165149⟩
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