TFY4292 Kvanteoptikk

TFY4292 Kvanteoptikk Foreleser: Bo-Sture Skagerstam Obligatorisk for: nei Øvinger: Obligatorisk. Del av vurdering. Lab: Nei Evalueringsform: Hjemmeeksamen (3 døgn) Bøker: Peter L. Knight: Introductory quantum optics Nettside: Ingen nettside. Faginfo blir sendt rundt på mail.

Kvanteoptikk tar i hovedsak for seg fysiske og praktiske anvendelser av kvanteoptikk - teorien for kvantemekanisk behandling av systemer av få fotoner, eventuelt i samspill med atomer. Først i kurset utarbeides teorien densitetsmatriser. En lærer nemlig raskt at tilstandsvektorene eller bølgefunksjonene en har lært å kjenne gjennom tidligere kurs i kvantemekanikk, bare beskriver en forsvinnende liten del av alle mulige systemer, og at en generelt behøver densitetsmatriser (el. tetthetsmatriser) for å beskrive systemer. Kun de spesielle såkalte rene tilstander korresponderer til de tilstander en i tidligere kurs beskriver med bølgefunksjoner.

Etter denne nødvendige formalismen er på plass introduseres annen kvantisering av det elektromagnetiske feltet, før en blir kjent med Heiseneberg-bildet på kvantemekanikk, hvor operatorene er tidsavhengige i motsetning til de konstante operatorer og tidsavhengige tilstander i Schrödinger-bildet. Som en mellomting mellom disse benytter en også vekselvirknings-bildet, et nyttig synspunkt når foton-emmisjon fra atomer skal undersøkes - et annet viktig område i faget.

Kurset dekker videre emner som: Kvantisert strålingsteori, koherente tilstander, foton-foton interferometri, kavitetselektrodynamikk, ikke-lineær kvanteoptikk, mesterligninger, kvantedatamaskiner, kvantekryptografi, eksperimentelle metoder og nye resultater innen kvanteoptikk.

I tillegg til fagboken benyttes Bo-Stures håndskrevne, utdelte notater. Disse danner kjernen av pensum, og ses på som uunværlig.