ECTS - University of Pisa
1) Consolidare le conoscenze relative all’interazione della luce con un sistema quantistico.
2) Approfondire i meccanismi di scambio di quantità di moto e del raffreddamento laser.
3) Saper descrivere in modo semplice le interazioni a due corpi tra atomi ultra-freddi e il loro controllo.
4) Interferenza quantistica di onde di materia: l’interferometria atomica e le correlazioni quantistiche.
5) Esplorare le frontiere della fisica atomica: i gas quantistici degeneri come sistemi semplici per studiare la fisica a molti corpi.
Students are expected to: consolidate their knowledge of light/matter interaction, acquire knowledge of photon/atom momentum exchange mechanisms and of laser cooling techniques, acquire some knowledge of two-body interactions in ultra-cold atoms, gain knowledge of quantum degenerated gases and matter-wave interferometry.
Esame orale alla fine del corso; eventuale partecipazione alle discussioni durante le lezioni.
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.
Methods:
Lo studente sara' in grado di comprendere e di prevedere il comportamento di un atomo, schematizzato come un sistema a due livelli, che interagisce con radiazione elettromagnetica, in un ampio range di situazioni, con particolare riferimento alla fisica degli atomi freddi.
Lo studente sarà in grado di comprendere i contenuti fondamentali di un articolo scientifico attinente gli argomenti trattati nel corso.
The student will be able to understand and predict the behavior of an atom, schematized as a two-level system that interacts with electromagnetic radiation in a wide range of situations, with particular reference to the physics of cold atoms.
The student will be able to understand the fundamental contents of a scientific article relevant to the topics discussed in the course.
Esame orale alla fine del corso; eventuale partecipazione alle discussioni durante le lezioni.
Oral exam at the end of the course; possible participation in discussions during lessons.
Lo studente sarà in grado di esporre in modo chiaro i contenuti fondamentali di un articolo scientifico attinente gli argomenti trattati nel corso.
The student will be able to explain the fundamental contents of a scientific article relevant to the topics discussed in the course clearly.
Esame orale alla fine del corso; eventuale partecipazione alle discussioni durante le lezioni.
Oral exam at the end of the course; possible participation in discussions during lessons.
Le conoscenze iniziali richieste sono quelle fornite dai corsi dalla Laurea in Fisica, in particolare nei corsi di Meccanica Quantistica e Struttura della Materia.
The initial knowledge required is those provided by the degree courses in Physics, particularly in Quantum Mechanics and Structure of Matter.
Attività didattiche:
Partecipazione alle lezioni: raccomandata
Metodo di insegnamento: lezioni frontali
Learning activities:
Attendance: Advised
Teaching methods:
CONOSCENZE DI BASE
OTTICA ATOMICA LINEARE
OTTICA ATOMICA NON LINERARE
OTTICA ATOMICA QUANTISTICA
BASIC KNOWLEDGE: semi-classical light/matter interaction. The dressed atom approach. Light shift, light broadening and Rabi oscillations. LINEAR ATOM OPTICS: dissipative force and reactive force on a two-level atom. Doppler cooling. Basics of sub-Doppler cooling. Optical, magnetic, electrical trapping of neutral and charged particles. NON-LINEAR ATOM OPTICS: low temperature two-body interactions, scattering length. Feshbach resonances. QUANTUM ATOM OPTICS: Optical lattices, atom diffraction, Bloch oscillations. Matter-wave interferometry. Atomic clocks with cold atoms. Bose-Einstein condensate. Atom lasers. All or some of the following topics: Four-wave mixing of matter-waves, Josephson effect, Bose-Hubbard Hamiltonian, Mott-superfluid transition.
Pierre Meystre “Atom Optics”, Springer (2001)
Claude Cohen-Tannoudji and David Guéry-Odelin “Advances in Atomic Physics”, World Scientific (2011)
Materiale didattico di supporto ad alcune lezioni (articoli scientifici, principalmente) si può trovare sulla pagina web del corso su Elearning.
Recommended reading includes chapters of the following books:
- Pierre Meystre “Atom Optics”, Springer (2001)
- Claude Cohen-Tannoudji and David Guéry-Odelin “Advances in Atomic Physics”, World Scientific (2011)
Teaching material to support some lessons (scientific articles, mainly) can be found on the course web page on Elearning
I non frequentanti possono ottenere informazioni dettagliate sul programma svolto a lezione consultando il registro delle lezioni su unimap e sono invitati a contattare il docente per ogni chiarimento.
Non-attendants can get detailed information about the lesson program by consulting the lesson log on unimap and are invited to contact the teacher for any clarification.
L'esame consiste in una prova orale, ossia in un colloquio tra il candidato e il docente anche in forma di domanda/risposta, sui vari argomenti trattati nel corso. E' prevista la possibilità di iniziare l'esame con l'esposizione di un argomento a scelta dello studente, presentato sotto forma di seminario (è obbligatorio concordare l'argomento del seminario con il docente).
Oral examination, possibility to start the exam with the presentation of a topic chosen by the student (compulsory to agree the topic with the teacher).
