ИСТИНА

Данный проект направлен на исследование взаимодействия полупроводниковых систем и наноструктур с неклассическими состояниями света. В рамках проекта из первых принципов будет разработан полностью квантовоый теоретический подход для корректного описания резонансного и квазирезонансного взаимодействия полупроводниковых квантовых ям с различными неклассическими состояниями электромагнитного поля, в частности, с яркими сжатыми состояниями света. Такие неклассические состояния света характеризуются целым рядом важных особенностей: широким распределением по числу фотонов, сильной перепутанностью и корреляциями фотонов друг с другом, снижением уровня квадратурных шумов ниже дробового, богатой многомодовой структурой и наличием ненулевого орбитального момента. Огромные значения средних чисел фотонов на моду и одновременно с этим проявление неклассических свойств, позволяет говорить о таких состояниях как о макроскопических квантовых состояниях света. Сочетание таких важных физических свойств открывает новые возможности для целого ряда перспективных практических приложений. Взаимодействие такого неклассического света с полупроводниковыми системами может привнести новые особенности в динамику таких систем и привести к возможности передачи корреляций от полевой системы к полупроводниковой и обратно. Поэтому планируемые в рамках проекта исследования являются новыми и актуальными, а ожидаемые научные результаты – важными и приоритетными. Исследования воздействия неклассического света на полупроводниковые системы могут привести к предсказанию новых физических эффектов и их наблюдению в эксперименте, обнаружению новых свойств полупроводниковых структур, обусловленных корреляциями и взаимовлиянием взаимодействующих подсистем друг на друга, а также возможности управления свойствами таких систем и электронным транспортом в них на основе использования уникальных характеристик неклассических электромагнитных полей

With this joint proposal we plan to investigate the interaction of the semiconductor systems and nanostructures with non-classical light. We will develop a fully-quantized and microscopic theoretical approach able to accurately describe the resonant and near-resonant interaction of semiconductor quantum wells with complex quantum light, in particular with bright squeezed light. Such non-classical light is characterized by broad photon number distribution, strong correlations between photons, noise reduction below the shot-noise level, and presence of high-order non-zero orbital angular momenta. Due to huge values of mean photon numbers per mode simultaneously with non-classical features these states are referred to as quantum macroscopic states of light. Combination of such important physical features opens new possibilities for a wide set of perspective practical applications. The interaction of such light with semiconductors will bring new features into the excitation dynamics and allows to transfer strong quantum correlations from the field subsystem to the electronic one and vice versa. Therefore the studies planned in this project are novel and actual and expected scientific results are important and high-priority. The planned investigations of the interaction of the non-classical light with semiconductor systems will help to discover the novel features of semiconductor structures arising due to photonic correlations and mutual influence of the interacting subsystems, give the possibility to control the electronic transport and properties of such systems using unique properties of non-classical electromagnetic fields and lead to predictions of new physical phenomena and their experimentally observable signatures.