Seminario virtual de Física "Introducción a estado squeezed: la técnica que permitió superar el ruido cuántico en LIGO"

Los Observatorios de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) son internacionalmente reconocidos por su capacidad para detectar ondas gravitacionales muy débiles provenientes de eventos astrofísicos muy distantes. Las sucesivas mejoras que fueron realizadas en los últimos años en LIGO hicieron que el principal obstáculo para aumentar la sensibilidad de detección fuera el ruido cuántico. Este ruido está compuesto por dos fuentes independientes, a saber, el error debido al conteo de fotones y el error debido a la presión de radiación. Para resolver este inconveniente, LIGO recientemente ha llevado a cabo nuevas modificaciones en su configuración. Estas modificaciones se traducen en un incremento de su sensibilidad como así también de su alcance (es decir, se aumentó significativamente el volumen de observación del universo). Las mejoras en estas dos características le han permitido comenzar a realizar detecciones de posibles candidatos de ondas gravitacionales en forma rutinaria.
 En este seminario abordaremos los conceptos básicos necesarios para comprender la forma en que LIGO logró superar las limitaciones impuestas por el ruido cuántico. Estos consistirán en la introducción del concepto de límite cuántico estándar, las implicaciones que tiene la cuantización del campo electromagnético del láser, la descripción de un modelo simple pero riguroso del ruido cuántico y por último introduciremos el concepto de estado squeezed, el cual no tiene correlación en la Física clásica. Explicaremos entonces cómo la técnica de estado squeezed permite manipular el ruido cuántico, disminuyendo el error de conteo de fotones a expensas de incrementar el error debido a la presión de radiación y viceversa.

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