|
Vyučující
|
-
Opatrný Tomáš, prof. RNDr. Dr.
|
|
Obsah předmětu
|
Přehled moderních experimentů v atomové optice: atomové hodiny, masery, chlazení atomů, optické a magnetické pasti, Boseho - Einsteinova kondenzace, optické mřížky, atomová interferometrie, magnetometrie, kvantová informatika s jednotlivými atomy a s atomárními soubory. Interakce atomů a optického záření, popis interakcí pomocí základních typů hamiltoniánů: dipólová aproximace, aproximace rotující vlny. Kvantování pole ve volném prostoru. Dvouhladinový atom v jednomódovém poli, "oblečené" (dressed) stavy, Blochovy rovnice, Rabiho oscilace, rezonanční fluorescence, Mollowovo rozštěpení. Aplikace pro maser a pro atomové hodiny. Dvouhladinový atom interagující s mnohamódovým polem; Wignerova-Weisskopfova teorie deexcitace. Homogenní a nehomogenní šířka spektrální čáry. Optická pole s modifikovanými spektry, fotonické krystaly, rezonátory "šeptající galerie", Zenonův a anti-Zenonův efekt. Mikromaser, evidence kvantování elektromagnetického pole v rezonátorech. Atom držený polem jediného fotonu. Mnohoatomové soubory interagující s jednomódovým optickým polem. Dickeho stavy, superradiance a superfluorescence. Samoindukovaná transparence, optické solitony v rezonančních prostředích. Model mnohastavového atomu, jemná a hyperjemná struktura. Clebschovy-Gordanovy koeficienty, Starkův posuv, Ramanův rozptyl a STIRAP, elektromagneticky indukovaná transparence. Aplikace pro magnetometrii a pro kvantovou informatiku. Metody chlazení atomů. Dopplerovské chlazení, optické pasti, optické mřížky, magnetooptické pasti, magnetické pasti, sisyfovské chlazení, evaporativní chlazení. Boseho Einsteinova kondenzace atomárních plynů, kondenzace fermionových plynů. Interakce atomů prostřednictvím elektromagnetického záření, dipól-dipólová interakce, laserem indukovaná dipól-dipólová interakce, přepínání mezi "supratekutou" fází a fází Mottova izolátoru. Kvantová informatika s chladnými atomy.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení
- Účast na výuce
- 39 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 50 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 25 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Seznámit se s moderními experimenty v atomové optice. Pochopit základní principy nejdůležitějších jevů.
Vysvětlit podstatu a interpretovat data, rozlišit a klasifikovat zadaný problém, předpovídat chování daných jevů.
|
|
Předpoklady
|
Základy atomové fyziky, kvantová mechanika.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Známkou
Po každé přednášce písemně vypracovat vybrané problémy, diskutovat řešení s vyučujícím a ostatními studenty. Zkouška: diskuse nad vyřešenými problémy v souvislostech.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Bachor, H. A. (1998). A guide to experiments in quantum optics. Weinheim: Wiley-VCH.
-
Budker, D., Kimball, D. F., & DeMille, D. P. (2004). Atomic physics: an exploration through problems and solutions. Oxford: Oxford University Press.
-
Feynman, R. P., Gottlieb, M. A., Leighton, R., Sands, M., Leighton, R. B., Vogt, R. E., & Štoll, I. (2007). Feynmanovy přednášky z fyziky: doplněk k Feynmanovým přednáškám z fyziky. Havlíčkův Brod: Fragment.
-
Feynmann R.P. (2003). Feynmannovy přednášky z fyziky I.-III.. Fragment.
-
Formánek, J. (2000). Úvod do relativistické kvantové mechaniky a kvantové teorie pole. Karolinum, Praha.
-
Haroche, S., & Raimond, J. M. (2006). Exploring the quantum: atoms, cavities and photons. Oxford: Oxford University Press.
-
Metcalf, H. J., & Straten, P. (1999). Laser cooling and trapping. New York: Springer.
-
Pitajevskij, L. P., & Stringari, S. (2003). Bose-Einstein condensation. Oxford: Clarendon Press.
|