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Abstract: La ricerca del limite fondamentale di una misura interferometrica è stata principalmente promossa dallo sforzo internazionale volto a rivelare le onde gravitazionali. In un interferometro classico, in cui i fasci si dividono e ricombinano attraverso specchi semiriflettenti, il rumore “shot” associato agli stati coerenti della luce in ingresso determina un limite standard di sensibilità di fase che scala con l’inverso della radice quadrata del numero medio di fotoni al ingresso, 1/N1/2. Tuttavia, in base alla teoria quantistica della misura, è possibile raggiungere una sensibilità maggiore, che scala molto più velocemente, con l’inverso di N (limite di Heisenberg). È possibile raggiungere questo limite iniettando stati nonclassici della luce nell’interferometro. In alternativa, sono state proposte configurazioni di interferometri “non lineari”, dove gli specchi semiriflettenti vengono sostituiti con amplificatori parametrici. In effetti, un amplificatore parametrico può essere visto come un dispositivo a quattro porte che trasforma due stati di ingresso in una coppia di fasci di uscita amplificati e quantisticamente correlati. Nella versione più semplice, le correlazioni portano ad una significativa riduzione del rumore finale, una volta che i fasci vengono ricombinati su un divisore di fascio convenzionale e rivelati tramite una tecnica a omodina. Nel nostro caso, l’amplificatore parametrico sarà costituito da un oscillatore parametrico ottico, mentre gli stati di luce in ingresso saranno uno stato coerente classico in una porta e uno stato vuoto nell’altra porta. In questa configurazione, ci aspettiamo che la sensibilità dell’interferometro superi notevolmente il limite standard.

Risultati scientifici:
1) Optical frequency combs in dispersion-controlled doubly resonant second-harmonic generation