Ignacio Wilson-Rae

Technische Universitat Munchen

Jueves 28/4/2011, 14 hs
Aula Federman, 1er piso, Pabellón I 

Experimentos de punta en optomecánica y nanomecánica están acercándose a la observación de efectos cuánticos en un sistema mecánico "macroscópico". En este contexto, algunos de los desafíos que deben ser abordados son: (i) lograr entender y controlar la disipación mecánica a bajas temperaturas y (ii) encontrar maneras prácticas para demostrar rasgos cuánticos. Un requisito previo para lograr este último objetivo es enfriar el grado de libertad mecánico relevante a una temperatura efectiva suficientemente baja. En este coloquio abordaremos estos temas centrándonos en el enfriamiento láser de resonadores mecánicos y en la disipación inducida por el acoplamiento inevitable del resonador a las vibraciones de su sustrato (conocida tambien como "pérdidas de sujeción"). De este modo, discutiremos el enfriamiento asistido por una cavidad óptica, utilizando presión de radiación, y mostraremos como esta técnica permite preparar al resonador mecánico cerca de su estado cuántico fundamental. Para estudiar como el acoplamiento al sustrato induce pérdidas por radiación de ondas elásticas, hemos introducido un enfoque en terminos de "tuneleo de fonones" que permite derivar una "fórmula maestra" para el límite impuesto por el diseño a la disipación. Esta fórmula es válida para una amplia gama de resonadores de alta calidad y basándonos en ella hemos desarrollado un esquema numérico eficiente para predecir el factor de calidad Q de geometrías complejas. Hemos aplicado este esquema a microespejos flexibles con condiciones de contorno "doblemente libres" relevantes para optomecánica de Fabry-Perot. Lo que nos ha permitido realizar una prueba experimental rigurosa de la teoría desarrollada y demostrar la fuerte dependencia geometrica de este mecanismo de disipación. Finalmente, mencionaremos tambien el caso de resonadores nanomecánicos sujetos a alta tensión para los cuales hemos corroborado la teoría con membranas de nitruro de silicio, relevantes para optomecánica dispersiva.