¿Qué sucede dentro del cristal en una conversión descendente paramétrica?

De la mecánica cuántica de fotones

La conversión descendente paramétrica espontánea es el proceso no lineal mediante el cual se crean dos fotones (llamados idler y signal) a partir de un fotón padre (llamado fotón de la bomba). Esto se hace enviando el fotón de la bomba a través de un cristal no lineal que divide los fotones entrantes en pares de fotones de menor energía cuya energía y momento combinados son iguales a la energía y el momento del fotón original. El estado del cristal no se modifica en el proceso, por lo que se debe conservar la energía y el impulso. Esto dicta que el par de fotones se enrede en el dominio de la frecuencia. SPDC es estimulado por fluctuaciones de vacío al azar, como tal los pares de fotones se crean en momentos aleatorios. Sin embargo, si se detecta uno de los pares (la “señal”) en cualquier momento, entonces sabemos que su pareja (el “ocioso”) está presente.

Del artículo de Wikipedia, conversión descendente paramétrica espontánea

La razón fundamental por la que algunos de los fotones se dividen no se entiende a partir de 2008. …
La eficiencia de conversión es muy baja, del orden de 1 par por cada 10 ^ 12 fotones entrantes.

El entrelazamiento cuántico y las fluctuaciones de vacío al azar son aspectos de la mecánica cuántica que no tienen contrapartes en nuestra experiencia ordinaria. También son aspectos de la mecánica cuántica con los que nunca he trabajado. Lamento decírtelo, pero la única forma de comprender estos fenómenos exóticos es trabajar con las matemáticas y los resultados experimentales. La buena noticia es que todos los físicos aprenden las partes más conocidas de la mecánica cuántica mediante este método.