Física (plan 2002) 2022-2

Optativas, Temas Selectos de Óptica II

TEMAS SELECTOS DE ÓPTICA II: INTERACCIÓN DE RADIACIÓN CON MATERIA, TEORÍA CUÁNTICA

Profesor: Dr Eduardo Nahmad Achar
Ayudante: Carlos Raymundo Pablo García

La interacción de radiación electromagnética con materia es el mecanismo físico detrás de un sinnúmero de procesos naturales y tecnológicos, incluyendo la visión, el funcionamiento de los pigmentos, la fluorescencia y el estudio no-invasivo de materiales. Estudiaremos los fundamentos de dicha interacción desde los puntos de vista semiclásico y cuántico, así como sus aplicaciones a distintos fenómenos.

Nota: El curso se llevará junto con TEMAS SELECTOS DE ÓPTICA I: INTERACCIÓN DE RADIACIÓN CON MATERIA: TEORÍA CLÁSICA (grupo 8393), impartida por el Dr Alexander Nahmad-Rohen.

Independientemente de que se muestre como "Presencial", iniciaremos en línea y cambiaremos o no dependiendo de lo que convenga más a los alumnos.

Horario: martes y jueves de 11.00 a 14.00
Zoom: https://cuaed-unam.zoom.us/my/interaccion.radiacion.materia
Primera reunión y primera clase: martes 15 de febrero a las 11.00

Prerrequisitos: Óptica, Variable Compleja, Introducción a la Física Cuántica

Temario:

1. Operadores en espacios de Hilbert
   1. Espacios de Hilbert
   2. Esfera de Bloch y producto tensorial
   3. q-bits
   4. Observables, operadores hermitianos y operadores unitarios
   5. Descomposición espectral
   6. Producto exterior
   7. Operadores de Pauli
   8. Valores de expectación
   9. Principio de Heisenberg
2. Interacción semiclásica de radiación con materia
   1. Brevísimo repaso de electrodinámica
   2. La ecuación de Schrödinger y su modificación
   3. Aproximación dipolar
   4. Interacción de un campo clásico con un átomo de 2 niveles
   5. Oscilaciones de Rabi
   6. Aplicaciones
3. Operador de densidad
   1. El operador de densidad para estados puros
   2. Evolución temporal del operador de densidad
   3. Operador de densidad para estados mixtos
   4. Operador de densidad reducido
   5. Operador de densidad para el átomo de 2 niveles
   6. Enredamiento
4. Teoría cuántica de la radiación electromagnética
   1. Cuantización del campo electromagnético
   2. Operadores de creación y aniquilación y su evolución temporal
   3. Estados de Fock y operador de número
   4. Estados coherentes y sus propiedades
5. Interacción cuántica de radiación con materia: el modelo de Jaynes-Cummings
   1. Hamiltoniano del sistema
   2. Sistema desacoplado y sistema acoplado
   3. Eigenestructura
   4. Dinámica del modelo
   5. Casos resonante y no-resonante
   6. Colapso y resurgimiento
   7. Enredamiento campo-materia
   8. Aplicaciones
6. Transiciones de fase cuánticas

Calificación: 0.6 exámenes + 0.4 tareas