Atoms and Photons - Département de Physique de l'Ecole Normale supérieure

Les atouts de la formation Programme, cours et calendrier M1 ICFP 2023-2024 Emploi du temps 2023-2024 Liste des cours Stages Programme, cours et calendrier M1 ICFP 2022-2023 Emploi du temps 2022-2023 Liste des cours Stages Programme, cours et calendrier M2 ICFP 2023-2024 Premier semestre Deuxième semestre CORRESPONDANTS PARCOURS MATIERE CONDENSEE CORRESPONDANTS PARCOURS SOFT MATTER AND BIOLOGICAL PHYSICS CORRESPONDANTS PARCOURS PHYSIQUE QUANTIQUE CORRESPONDANTS PARCOURS PHYSIQUE THEORIQUE Suggestions for course compositions depending on your interests "Physics Now" Seminars 2019/2020 "Physics Now" Seminars 2020/2021 "Physics Now" Seminars 2021/2022 "Physics Now" Seminars 2023/2024 "Physics Now" Seminars 2022/2023 Stages Calendar 2023-2024 Programme, cours et calendrier M2 ICFP 2022-2023 Premier semestre Deuxième semestre CORRESPONDANTS PARCOURS MATIERE CONDENSEE CORRESPONDANTS PARCOURS SOFT MATTER AND BIOLOGICAL PHYSICS CORRESPONDANTS PARCOURS PHYSIQUE QUANTIQUE CORRESPONDANTS PARCOURS PHYSIQUE THEORIQUE Suggestions for course compositions depending on your interests "Physics Now" Seminars 2019/2020 "Physics Now" Seminars 2020/2021 "Physics Now" Seminars 2021/2022 "Physics Now" Seminars 2022/2023 Stages Calendar 2022-2023 Critères d’admission Candidatures en ligne Information pour les étudiants Information pour les étudiants internationaux Droits d’inscription et bourses Insertion professionnelle Intranet Master Archives Erreur ( A supprimer) Programme, cours et calendrier M1 ICFP 2021-2022 Programme, cours et calendrier M1 ICFP 2022-2023 Programme, cours et calendrier M2 ICFP 2021-2022 Programme, cours et calendrier M2 ICFP 2020-2021 Programme, cours et calendrier M2 ICFP 2019-2020 Archives 2015-2016 Archives 2016-2017 Archives 2017-2018 Archives 2018-2019 Archives 2019-2020 Archives 2020-2021

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Tél : 01 44 32 35 60
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Enseignant : Jean-Michel Raimond
Chargés de TD : Julien LAURAT et Hélène Perrin
Physique de la matière condensée : Option
Physique macroscopique et complexité (ex physique des liquides) : Option
Physique quantique : Obligatoire
Physique théorique : Option
ECTS : 6
Langue d’enseignement : Anglais
Site Web : Intranet Master

Description

Lectures notes :
Lectures notes in English, lecture slides, exercise class texts and their solutions are to be found on the master intranet web site.

Program :

1) Classical and phenomenological approaches to light-matter coupling. Harmonically bound electron, Einstein’s coefficients.

2) Semi-classical approach. Atom-field interaction Hamiltonian. Perturbative solution for the non-resonant interaction. Resonant interaction : Rabi oscillation and applications, Ramsey interferometry. Introduction to density matrix formalism, coherence, populations, statistical mixtures. Atomic relaxation : Kraus processes, Lindblad equations and quantum jumps. Optical Bloch equations and applications : saturation, saturation spectroscopy, EIT, Maxwell-Bloch equations.

3) Field quantization. Eigenmodes of the classical field, normal variables, field energy, momentum and angular momentum. Field Hamiltonian, creation and annihilation operators, field operators. Quantum states of the field : Fock states, coherent states. Phase space representations, Wigner function. Coupling of field modes : beam-splitter model. Field relaxation : Lindblad equation and evolution of states.

4) Quantum field coupled with quantum matter. Atom-field interaction. Spontaneous emission. Photo-detection signals and intensity correlations, Hanbury-Brown and Twiss, bunching and anti-bunching. The dressed atom formalism. Jaynes and Cummings model, cavity quantum electrodynamics.

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