72566 - ELEMENTI DI OTTICA QUANTISTICA

Anno Accademico 2022/2023

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce gli elementi base dell'ottica quantistica e dell'interazione radiazione-materia, necessari per comprendere i recenti sviluppi sperimentali nel campo della manipolazione di atomi mediante radiazione elettromagnetica, in particolare raffreddamento e confinamento di atomi e le possibili ricadute in campo applicativo.

Contenuti

Interazione radiazione-materia: A e B di Einstein

Atomo a due livelli e campo classico: eq. di Bloch ottiche, vettore di Bloch, approssimazione di onda rotante, oscillazioni di Rabi, metodo di Ramsey.

Atomo a due livelli e campo quantizzato (mod. di Jaynes-Cummings):stati di Fock e stati coerenti, decadimento spontaneo, micromaser

Atomo vestito: livelli energetici, spettro di fluorescenza

Laser cooling: Doppler cooling, temperatura limite Doppler, cenni al sub-Doppler cooling

Trappole per ioni: trappole RF (Paul), trappole elettro-magneto statiche (Penning)

Trappole per atomi: trappole magneto-ottiche, trappole magnetiche (Quadrupolo,Joffe,Time Orbiting Potential), trappole ottiche, reticoli ottici

Alcuni laser speciali: laser continui ultrastabili, pettini ottici, misura della frequenza di un laser

Cenni a: raffreddamento evaporativo, produzione di gas degeneri, orologi ottici, interferometria atomica quantum computers.

Testi/Bibliografia

- Materiale fornito dal docente. Vedi su virtuale (link alla destra di questa pagina).
- Note di D. A. Steck, reperibili a questo link.

Metodi didattici

Lezioni alla lavagna, talora integrate dalla proiezione di trasparenze per la trattazione di alcuni argomenti e lettura e discussione di articoli scientifici.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Le conoscenze acquisite nel corso, con particolare riferimento alle basi dell'interazione radiazione-atomi verranno verificate con un esame orale e/o con l'assegnazione allo studente di un argomento su cui preparare un breve seminario. Mediamente l'esame dura tra i 30 e i 45 min. riguarda la discussione di un paio di argomenti toccati nel corso di cui uno scelto dal candidato.In caso il candidato decida di preparare un seminario sono comunque possibili domande da parte del docente.

Il voto finale e' una funzione monotona ma non lineare, indicativamente a sigmoide, tipo la funzione degli errori, della quantita' di affermazioni corrette fatte dal candidato. 

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, trasparenze.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Prevedelli