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Temas introductorios de Óptica Cuántica: Interacción entre la luz y los átomos


En los meses de mayo y junio de 2015 di una materia optativa de doctorado en el Depto. de Física de la FCEyN, UBA. La materia estuvo organizada en ocho clases, en los días:

- viernes 15 y lunes 18 de mayo
- viernes 29 de mayo y lunes 1 de junio
- viernes 12 y lunes 15 de junio
- viernes 26 y lunes 29 de junio

en el horario de 9 a 13 horas (aula Federman los días 15 y 18 de mayo, y 1 y 12 de junio; aula de seminarios los días 29 de mayo y 15, 26 y 29 de junio).
Nota: las dos últimas clases empezamos 9:15.


Link al programa tentativo del curso


Link a la primera guía de problemas (problemas 1 al 6).

Link a la segunda guía de problemas (del 7 al 10).

Link a la tercera guía de problemas (11 y 12).


Temas de las clases:

- 15/05: Interacción semiclásica entre la luz y los átomos: Hamiltoniano de acoplamiento, tratamiento perturbativo, aproximación de onda rotante. Átomo de dos niveles: oscilaciones de Rabi, AC Stark shift. Emisión espontánea y coeficientes de Einstein.

- 18/05: Campo electromagnético cuantizado en volumen infinito y en una cavidad. Estados del campo cuántico. Problemas 1 y 2 de la guía (sobre los temas de la clase pasada).

- 29/05: Interacción entre un átomo de dos niveles y el campo cuantizado: Modelo de Jaynes-Cummings y teoría de Wigner-Weisskopf de la emisión espontánea. Breve repaso de las propiedades de las matrices densidad. Problema 3 de la guía (sobre eliminación adiabática). El problema 4 (estados del campo cuantizado) no lo resolvimos en clase por falta de tiempo pero lo damos por hecho porque es fácil.

- 01/06: Tratamiento de la emisión espontánea por medio de una ecuación maestra. Breve discusión de tratamientos alternativos: formalismos de input-output y de saltos cuánticos. Problemas 5 y 6 de la guía (sobre el modelo de Jaynes-Cummings y sobre experimentos de cavity QED).

- 12/06: Ecuaciones de Bloch (para un átomo de dos niveles que interactúa con un láser y con el continuo de modos en el vacío). Evolución y estado estacionario. Fuerzas ópticas sobre los átomos: presión de radiación, fuerza de frenado y efecto Doppler. Problemas 7 y 8 de la guía (parte 2), sobre el modelo de Jaynes-Cummings en el régimen dispersivo y la evolución de una cavidad bombeada por un láser.

- 15/06: Fuerzas ópticas sobre los átomos: enfriamiento Doppler y potenciales ópticos. Enfriamiento sub-Doppler: efecto Sísifo. Problema 9 de la guía (sobre el modelo de Jaynes-Cummings aplicado a un ''superátomo'').

- 26/06: Iones atrapados (primera clase). Trampas de Penning y de Paul/radiofrecuencia. Descripción de los grados de libertad internos y externos. Problemas 10 y 11 de la guía (sobre la ecuación maestra para un átomo en un entorno térmico y sobre bombeo óptico).

- 29/06: Iones atrapados (segunda clase). Enfriamiento láser de iones atrapados. Manipulación de los grados de libertad internos y externos. Problema 12 de la guía (sobre compuertas entrelazantes).


Ante cualquier duda escribirme a: ccormick[arroba]famaf.unc.edu.ar.
Último cambio:
Septiembre de 2015