Fisica atomica

L'insegnamento si propone di introdurre gli studenti ai principi base dell'interazione risonante tra atomi e radiazione elettromagnetica. Partendo dalla descrizione semiclassica di un atomo a due livelli interagente con un campo e.m. monocromatico e quasi-risonante, gli studenti saranno in grado di comprendere i principi di funzionamento del laser e i differenti regimi di emissione stimolata, spontanea e superradiante. Saranno inoltre in grado di comprendere le tecniche di raffreddamento e intrappolamento degli atomi con campi laser, la condensazione di Bose-Einstein e alcuni fenomeni collettivi come il laser a rinculo atomico e il laser ad elettroni liberi.

Lo studente al termine dell'insegnamento avrà appreso le seguenti nozioni:
A) caratteristiche dei fenomeni base dell'assorbimento, emissione spontanea e emissione stimolata e superradiante.
B) principio di funzionamento di un laser e sue caratteristiche
C) principali effetti quantistici nella emissione e assorbimento di fotoni da un atomo a due livelli.
D) funzionamento di una trappola magneto-ottica (MOT) e di una trappola di dipolo, nonché di tecniche più avanzate di raffreddamento, come l'effetto Sisifo.
E) principi base della condensazione di Bose-Einstein di atomi in trappole armoniche
F) fenomeni collettivi come il laser a rinculo atomico collettivo e il laser ad elettroni liberi.