Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física (plan 2002) 2023-1

Optativas, Introducción a la Óptica Cuántica

Grupo 8349, 20 lugares. 10 alumnos.
Profesor Alfred Barry U'Ren Cortés lu mi 12 a 14 Salón de Seminarios 330
Profesor Héctor Cruz Ramírez
Ayudante Diego Alberto Lara Bustillos

 

Información importante:

Horario: LUNES Y MIERCOLES DE 12 PM A 2 PM

Primera REUNIÓN 15 de agosto a las 12 PM.

*****ESTAMOS ESPERANDO ASIGNACIÓN DE SALÓN******

IMPORTANTE: Ennviar correo al ayudante Diego Lara: godie_dalb@ciencias.unam.mx

para que los integre al grupo de whatsapp del curso y darles información sobre la primera

reunión.

Introducción

El actual semestre será completamente presencial. La estrategia del curso consiste en los siguientes ejes:
  • Cubrir el temario del curso mediante clases presenciales.
  • Realizar las explicaciones de los experimentos.
  • Realizar demostraciones de experimentos en el laboratorio óptica cuántica del ICN. Si las condiciones los permiten.
  • Introducción a realizar simulaciones numéricas de experimentos cuánticos que se van a realizar.
Horario tentativo:
El horario propuesto sería de 12pm a 2pm los lunes y miércoles.
Evaluación
  • Tareas 40%.
  • Reportes de prácticas 40%.
  • Exposición final de un proyecto final 20%.
Procedimiento
En la primera sesión se establecerán el horario definitivo del curso.
Se hablará de los temas que serán cubiertos en el curso, de las prácticas a realizar durante el semestre.
Asimismo, la posibilidad de instalar MATLAB (licencia otorgada por la UNAM), MATHEMATICA (licencia otorgada por la UNAM).
Por favor enviar al ayudante su número de celular para agregarlos al grupo de whatsapp del curso,
donde habrá anuncios por parte del profesor y se expondrán las dudas que los alumnos
puedan tener durante el desarrollo de sus tareas y sus prácticas. Con el grupo de whatsapp también se busca crear una interacción
lo más dinámica posible entre los alumnos y los profesores, a través de la publicación de dudas y respuestas.
Se entregarán reportes individuales.
Temario: Introducción a la Óptica Cuántica
1. Cuantización del campo electromagnético
i. Derivación de la ecuación de onda
ii. Solución de la ecuación de onda en una región cubica
iii. Obtención del operador Hamiltoniano para el campo electromagnético
2. Estados no-clásicos del campo electromagnético
i. Estados de Fock
ii. Estados coherentes
iii. Estados comprimidos
3. Breve introducción a la óptica no lineal
i. Procesos ópticos no lineales de segundo orden
ii. Procesos ópticos no lineales de tercer orden
iii. Distinción entre procesos clásicos y cuánticos
4.Procesos paramétricos espontáneos para la generación de parejas de fotones
i. El cuadro de interacción
ii. Proceso de conversión paramétrica descendente
iii. Proceso de mezclado de cuatro ondas espontáneo
iv. Empatamiento de fases
5. Interferometría cuántica
i. El divisor de haz cuántico
ii. Detección homodina y aplicaciones de estados comprimidos
iii. Interferencia de Hong Ou Mandel
iv. Interferencia de Franson
6. Enredamiento cuántico
i. La paradoja de Einstein Podolsky Rosen
ii. El experimento pensado de Bohm para espín ½
iii.No localidad y no realismo
iv. Desigualdades de Bell
v. Correlaciones de polarización en parejas de fotones enredadas y violaciones de la desigualdad de Bell.
7. Teoría de coherencia cuántica
i. Coherencia temporal/espacial de primer orden
ii. Coherencia temporal/espacial de segundo orden
iii. Interferómetro de Hanbury Brown Twiss
iv. Amontonamiento y anti-amontonamiento
8. Estados mezcla
i. Funciones de estado y operadores de densidad
ii. La luz térmica como ejemplo de estado mezcla
iii. Distribución de Bose Einstein
iv. Radiación de cuerpo negro
9. Tecnologías cuánticas
Criptografía cuántica como ejemplo de una tecnología cuántica
Bibliografía:
1) “Quantum Theory of Light”, Rodney Loudon
2) “Introductory Quantum Optics” Christopher Gerry y Peter Knight
3) “Optical Coherence and Quantum Optics”, Leonard Mandel and Emil Wolf
4) “Quantum Optics in Phase Space,” Wolfgang P. Schleich (Wiley-VCH, Berlin, 2001)
Lista de prácticas
  1. Las demostraciones contempladas para este semestre:
  2. Cristalografía, identificación del eje óptico de un cristal unixial.
  3. Obtener el espectro angular de la pareja de fotones tipo I.
  4. Obtener el espectro angular de la pareja de fotones tipo II.
  5. Interferencia Hong-Ou-Mandel, interferencia cuántica
  6. Posiblemente, si alcanza el tiempo, prueba de la existencia del fotón
Comunicación alumno-profesor
Habrá varias formas de comunicación: correo electrónico, y el classroom.
Respetando los tiempos de descanso de todos los involucrados, toda consulta o ayuda se atenderá dentro del horario de 7am a 5pm.
Si tú tienes algún problema de salud o tus familiares, por favor ponte en contacto con nosotros para ayudarte con respecto a tu desempeño en el curso.

 


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