Non classical motion of a coherently driven extended atomic wavepacket

Resumen

El objeto principal de esta tesis ha sido el estudio de la interaccion de un atomo lento con un haz laser. Dicha interaccion acopla los grados de libertad externos e internos del atomo. Hemos desarrollado la ecuacion de evolucion de la funcion de onda atomica en el marco de una geometria bidimensional dada por las direcciones ortogonales de propagacion del laser y el atomo. Su solucion analitica no es posible en general para un perfil arbitrario del laser. La manera mas sencilla de estudiar el papel del perfil del laser consiste en asumir que este es lo bastante suave como para despreciar su variacion en distancias del orden de la incertidumbre en la posicion del atomo. En este caso los grados de libertad internos se hallan acoplados solo a la parte transversal del centro de masas, siendo el valor esperado del hamiltoniano dependiente de la posicion longitudinal. Esto produce una fuerza de gradiente que determina la evolucion longitudinal, que puede ser tratada clasicamente. La contribucion mas importante del trabajo se tiene para el caso de que el perfil de laser se pueda aproximar a un perfil cuadrado. Para energias cineticas menores a la energia de retroceso, el atomo se comporta de modo analogo a como lo hace la luz en un fabry-perot con un cristal anisotropo. Por otro lado, para energias cineticas mucho mayores a un cierto umbral, la analogia se tiene con un cristal blaxico. Tambien se ha visto que existen dos valores singulares de la energia cinetica, para los cuales es posible tener al atomo parado en la direccion longitudinal. Finalmente, para completar el trabajo, hemos creido conveniente dar unas pinceladas sobre el efecto de las variables del centro de masas en la radiacion de fluorescencia. Las desviaciones mas sorprendentes respecto del tratamiento puntual de un atomo se tienen en la falta de isotropia de la emision. Ademas, la parte coherente de la fluorescencia se reduce drasticamente en la radiacion emitida en l