Photons, atomes et molécules [ LPHY2140 ]

- Interaction laser-atomes - Modèles phéménologiques - Approche perturbative - Modèle à 2 états: oscillations de Rabi, passage adiabatique rapide, vecteur de Bloch, franges de Ramsey, absorption saturée - Modèle à 3 états: pompage optique, déplacement lumineux, spectroscopie à 2 photons, STIRAP, transparence électromagnétique induite, ralentissement de la lumière - Atomes froids, pièges et condensats de Bose-Einstein ! Ralentissement des atomes par la lumière : refroidissement Doppler et sub- Doppler, refroidissement sous la limite du recul, ralentisseur Zeeman ! Piègeage des atomes en champ électromagnétique : piège magnéto-optique ou MOT, piège magnétostatique et refroidissement évaporatif, force réactive et piège dipolaire ! Condensation de Bose-Einstein : mécanique statistique de la condensation de bosons, fonction d'onde et propriétés du condensat, condensats de fermions, laser à atomes ! Application des atomes froids à la métrologie : horloge atomique, fontaine atomique, ions froids dans un piège de Paul, régime Lamb-Dicke et sauts quantiques ' Introduction aux principes de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) et de l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) ! Equations de Bloch magnétiques, échos de spin ! RMN par transformée de Fourier ! Principes et séquences de base de l'IRM ' Intrication et non localité quantiques ! Paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) ! Inégalités de Bell, états de Bell, téléportation quantique ! Tests expérimentaux, expériences d'Aspect,...

Le cours abordera les fondements théoriques de quelques thèmes récents de recherche en physique atomique et moléculaire, en particulier celui de l'interaction lumière-atomes. Ces principes de base seront appliqués à la compréhension de quelques expériences marquantes. La priorité est mise sur la compréhension des principes physiques.