Interacción fotón-fotón y la generación de estados no clásicos de luz

Usualmente el término interacción fotón-fotón está asociado a fenómenos de altas energías. Sin embargo, es menos conocido que los fotones pueden interactuar a frecuencias mucho más bajas. Posiblemente esto se deba a que esta interacción se encuentra implícita en los fenómenos ópticos no-lineales donde los átomos de un medio óptico actúan como partícula mediadora de la interacción fotón-fotón a frecuencias ópticas.

En este seminario abordaremos las generalidades de la interacción fotón-fotón inicialmente desde el correlato clásico del problema, tanto a un nivel macroscópico como a nivel microscópico. Luego revisaremos en mayor detalle los modelos elementales tanto semiclásico como completamente cuántico de la interacción de la radiación con la materia. Esto nos permitirá comprender intuitivamente que la interacción fotón-fotón no solamente implica la unión o división de fotones, sino que además puede generar diferentes tipos de luces puramente cuánticas (sin equivalente en la física clásica) que son la materia prima de lo que actualmente se conoce como las tecnologías cuánticas.

Por último, introduciremos una herramienta matemática que nos permitirá distinguir el comportamiento de la luz clásica de la luz puramente cuántica. En particular, analizaremos la generación de luz de vacío squeezed y la luz de un único fotón.