Física (plan 2002) 2020-2

Optativas, Introducción a la Física Atómica y Molecular

Lunes, Miércoles y Viernes 10:00 - 12:00

Temporalmente clase en el salón de posgrados Instituto de Fisica.

Objetivos

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

La estrategia en este curso pretende seguir metodologías complementarias a la estándar del profesor en una clase magistral. Entre éstas:

(i) 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.

(ii) El curso se proporcionará herramientas para el desarrollo de un tema de interés elegido por el estudiante o de pequeños grupos de trabajo. El objetivo a grandes rasgos pretende motivar al estudiante a realizar investigación básica y reforzar los conocimientos relacionados con la física atómica y molecular.

Listas de ejercicios (70%) y un proyecto 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

2. Interacción radiación materia

2.1. Átomo de Hidrógeno

2.2. Cuantización del campo electromagnético

2.3. El átomo en un campo electromagnético – decaimiento espontáneo

3. Matriz densidad

3.1. Representaciones de la matriz densidad

3.2. Ecuación de Bloch

3.3. Átomos de dos niveles

3.4. Átomo de dos niveles en un campo electromagnético

4. Espectroscopía

4.1. Líneas espectrales

4.2. Ensanchamiento de las líneas espectrales

4.3. Espectroscopia libre de Doppler

5. Aplicaciones en la física atómica

5.1. Fuerza de la luz sobre los átomos

5.2. Melaza óptica

5.3. Confinamiento magnético y óptico (trampas atómicas)

5.4. Decaimiento espontáneo

6. Átomos ultrafríos

6.1. Introducción a la estadística cuántica

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

6.3. Colisiones frías y la longitud de dispersión.

6.4. Resonancias de Feshbach.

6.5. Superfluidez

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

Bibliografía

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).