Física (plan 2002) 2020-1

Optativas, Temas Selectos de Física Atómica y Molecular II

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Introducción a la física de átomos fríos y ultrafríos

Requisitos: Introducción a la física cuántica, mecánica cuántica, matemáticas avanzadas de la física.

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Salón 2 de Posgrado del Instituto de Física

Lunes: 10:00 am a 13:00 am.

Contacto: jacksonpc@fisica.unam.mx

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Objetivo General:

Familiarizar al estudiante con las aplicaciones de los métodos aproximados de la mecánica cuántica en la física atómica y molecular, ofreciendo herramientas para abordar problemas modernos.

Metodología de aula:

La estrategia en este curso pretende seguir metodologías complementarias a la estándar del profesor en una clase magistral. Entre éstas: (1) se implementarán métodos de evaluación y acompañamiento de problemas y artículos de enseñanza, para que el estudiante formule sus propias preguntas y que por sus habilidades llegue a sus propias respuestas. (2) Por otra parte, vale la pena resaltar que esta clase a parte del temario también se proporcionarán herramientas para el desarrollo de un tema de interés elegido por el estudiante o de pequeños grupos de trabajo, cuyo objetivo a grandes rasgos pretende crear bases para realizar una introducción a la investigación y reforzar los conocimientos relacionados con la física atómica y molecular.

Evaluación:

Listas de ejercicios (70%) y una monografía final (30%). Al comienzo de clases el estudiante será informado de los criterios adoptados para completar con éxito el curso.

Contenido:

1. Introducción

1.1. Teoría de momento angular

1.2. Teoría de perturbaciones

1.3. Introducción a la estadística cuántica

1.4. Átomos multi-electrónicos

2. Interacción radiación materia

2.1. Representaciones de la matriz densidad

2.2. Ecuación de Bloch

2.3. Átomos de dos niveles

2.4. Aproximaciones a tres niveles

3. Espectroscopia

3.1. Líneas espectrales

3.2. Ensanchamiento de las líneas espectrales

3.3. Espectroscopia libre de Doppler

4. Aplicaciones en la física atómica

4.1. Fuerza de la luz sobre los átomos

4.2. Melaza óptica

4.3. Confinamiento magnético y óptico (trampas atómicas)

5. Átomos ultrafríos

5.1. Efectos colectivos (condensación de Bose-Einstein y gases degenerados de Fermi)

5.2. Colisiones frías y la longitud de dispersión.

5.3. Resonancias de Feshbach.

5.4. Superfluidez

Bibliografía básica:

- Foot, C. J., "Atomic Physics", Oxford University Press (2005).

- Metcalf, J. H. and Van der Straten, P., "Laser cooling and trapping", Springer-Verlag (1999).

- Bransden, B. H. and Joachain, C. J., "Physics of atoms and molecules", 2nd Edition, Prentice Hall (2003).

Bibliografía complementaria:

- Letokhov, V.S., "Laser control of atoms and molecules", Oxford University Press (2007).

- Pethick, C.J. and Smith H., "Bose-Einstein condensation in dilute gases", 2nd Edition, Cambridge University Press (2008).