Flutuações do vácuo quântico a temperatura finita na propagação da luz em meios óticos não lineares. - NASCIMENTO, Luciano. (2022)
Nessa dissertação, vamos estudar os efeitos das flutuações quânticas e térmicas em meios materiais dielétricos. A ideia básica aqui será considerar um pulso de luz, chamado de pulso sonda, atravessando uma amostra de material dielétrico. No caso em questão utilizaremos o Seleneto de Cádmio (CdSe). As não linearidades do material serão ativadas por um campo elétrico de fundo E0 . O resultado clássico diz que esse pulso irá atravessar a amostra de comprimento (d) num certo tempo de voo (t). No entanto, quando quantizado, E0 sofrerá efeitos de flutuações quânticas, as chamadas flutuações do vácuo. Mostraremos que tais flutuações irão alterar o tempo de voo do pulso sonda na amostra. Para tal, calcularemos a variância fracionária para o tempo de voo, e para uma amostra de CdSe de aproximadamente 10μm ela será de aproximadamente 10−8 . Tal resultado, poderia, em princípio, ser medido em laboratório. No entanto, num experimento físico real, flutuações de origem térmica também estão presentes e elas irão influenciar o resultado descrito acima. Sendo assim, também vamos levar em consideração os efeitos que as flutuações térmicas provocam em E0 e assim veremos como elas irão afetar o tempo de voo do pulso sonda que atravessa a amostra de CdSe. Em particular, encontramos que para uma temperatura T < 46K, as flutuações do vácuo quântico são dominantes com relação `as flutuações de origem térmica. Para realizar tais cálculos, consideramos termos de até segunda ordem nas suscetibilidades da amostra de CdSe, pois ́é a partir desses termos que as não linearidades aparecem. Também consideramos uma função teste, da qual, do ponto de vista prático, regulariza integrais divergentes que aparecerão no decorrer da dissertação e do ponto de vista físico, modela a geometria do dielétrico.