Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física (plan 2002) 2022-2

Optativas, Temas Selectos de Óptica I

Grupo 8329, 11 lugares. 2 alumnos.
Óptica Cuántica con Átomos y Fotones
Profesor Daniel Sahagún Sánchez ma ju 16 a 17:30 P112
Ayudante Luis Alberto Mendoza López

 

Óptica Cuántica con Átomos y Fotones

Se trata de un curso introductorio a la Óptica Cuántica en donde haremos especial énfasis en su traslape con la Física Atómica. Dictaremos la clase a distancia o de manera presencial según dicten las normas sanitarias de la Facultad de Ciencias en cada momento. En principio las primeras cuatro semanas, a partir del 14 de febrero del año 2022, serán remotas y el resto del semestre será presencial en una aula por ser asignada. El material de la clase siempre estará disponible en Google Classroom (aula virtual con código: i56ledh). Las sesiones remotas se llevarán acabo mediante el siguiente enlace de Zoom: https://cuaieed-unam.zoom.us/j/86795193567. Habrán dos sesiones informativas que llevaremos acabo los días martes 15 y jueves 17 de febrero del año 2022 de las 16:00 hrs a las 17:30 hrs. Durante estas dos sesiones elegiremos el horario para el resto del semestre y comensarán las clases.

El curso está compuesto por los cinco tópicos abajo descritos. Según sea conveniente asignaremos una tarea o un trabajo a cada uno de ellos. En el caso de las tareas, mencionaremos en clase los ejercicios durante la duración del módulo. El estudiante será responsable de apuntarlos y entregarlos resueltos para la fecha asignada. Desarrollaremos un trabajo final con base en un artículo que puede ser extraído, o no, de una lista que proporcionaremos. Buscamos ofrecer un curso autocontenido, sin embargo, es aconsejable haber cursado Mecánica Cuántica, Electromagnetismo I y Ecuaciones Diferenciales I, a nivel licenciatura, previamente. Aunque se trata de un curso teórico constantemente discutiremos los experimentos importantes de cada tema. De ser posible haremos visitas guiadas al Laboratorio de Átomos Fríos y Óptica Cuántica del IF-UNAM.
Contacto:
Daniel Sahagún Sánchez:
Luis Alberto Mendoza López

Tópico I: Repaso de mecánica cuántica

  1. Espacios de Hilbert
  2. Postulados de la mecánica cuántica
  3. La matriz de densidad

Tópico II: Cuantización del campo electromagnético

  1. Campos y potenciales clásicos
  2. El oscilador armónico cuantizado (primera cuantización)
  3. Cuantización de la radiación en el espacio libre (segunda cuantización)
  4. Estados cuantizados del campo

Tópico III: Interacción entre átomos y radiación E-M

  1. Absorción y emisión de radiación
  2. Teoría semiclásica de un átomo con dos niveles
  3. Las ecuaciones de Bloch
  4. Interacción de un átomo con el campo clásico
  5. Interacción de un átomo con el campo cuantizado

Tópico IV: Interferometría Cuántica

  1. Fuentes de luz no clásica
  2. Divisores de haz clásicos y cuánticos
  3. Teoría de la detección fotónica
  4. Interferómetros de uno y dos fotones y órdenes de coherencia
  5. Luz Poissioniana, sub-Poissioniana y súper-Poissioniana

Tópico V: Entrelazamiento Cuántico

  1. Del debate entre Bohr y Einstein a las desigualdades de Bell: una breve historia del entrelazamiento
  2. Fotones (EPR) correlacionados en polarización:
  3. El teorema de Bell
  4. El veredicto experimental y la violación de las desigualdades de Bell
  5. No localidad e información cuántica

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Bibliografía

  1. Leonard Susskin y Art Friedman. Quantum Mechanics, the Theoretical Minimum. Basic Books, Perseus Books Group New York, primera impresión (2014)
  2. Weiner, J. & Ho, P. T. Light-Matter Interaction: Fundamentals and Applications. WILEY (2008).
  3. Blas Manuel Rodríguez-Lara and Carlos Eduardo Faz Jiménez. Quantum Optics. Notas de curso en el Tecnológico de Monterrey (2020)
  4. Rodney Loudon. The Quantum Theory of LIght. Oxford Science Publications) 3rd Edition (2002)
  5. Pan, J.-W. et al. Multiphoton entanglement and interferometry. Rev Mod Phys 84, 777–838 (2012).
  6. Gilbert Grynberg, Alain Aspect, y Claude Fabre. Introduction to Quantum Optics: From the Semi-classical Approach to Quantized Light. Cambridge University Press (2010)

 


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