Laboratorio di ottica quantistica

A.A. 2019/2020
Insegnamento per
6
Crediti massimi
62
Ore totali
SSD
FIS/03
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'ottica quantistica è un campo della fisica relativamente recente ed ha il grande pregio di permettere allo studente di poter eseguire esperimenti relativamente semplici sugli aspetti fondamentali della meccanica quantistica. Il corso ha come fine quello di far apprendere agli studenti gli elementi di base dell'ottica quantistica e quindi di metterli nella condizione di poter progettare e realizzare gli esperimenti fondamentali che hanno segnato la storia di questa branca della fisica.
Il corso è strutturato in modo da mettere in stretta relazione gli argomenti teorici trattati a lezione con il lavoro in laboratorio.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
FIS/03 - FISICA DELLA MATERIA - CFU: 6
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 14 ore
Docente: Cialdi Simone
Programma
Programma
1) Lezione: introduzione al corso, teoria della fotoemissione, descrizione di un rivelatore a singolo fotone, elementi di base della teoria del fotoconteggio, Lab: ricostruzione della funzione di distribuzione dei conteggi nel caso di radiazione coerente;
2) Lezione: quantizzazione del campo elettromagnetico, stati di Fock, introduzione alla funzione di correlazione dell'intensità come mezzo per distinguere tra caso classico e caso quantistico, modello quantistico del beam-splitter, Lab: generazione di radiazione termica e determinazone della funzione di correlazione dell'intensità (esperimento di Hanbury - Twiss);

3) Lezione: teoria della down-conversion con cristallo non lineare come mezzo per generare radiazione non classica, Lab: generazione di coppie di fotoni via down-conversion e determinazione della funzione di correlazione dell'intensità per la verifica della non classicità della radiazione; progetto e realizzazione di un interferometro a singolo fotone per mettere in evidenza il dualiasmo onda-particella;

4) Lezione: non località in meccanica quantistica e stati entangled, Lab: generazione di stati entangled in polarizzazione di due fotoni con il metodo di Kwiat e verifica della presenza di correlazioni non locali;

5) Lezione: disuguaglianza di Bell come mezzo per scegliere tra una teoria locale e una non locale, Lab: determinazione del parametro S della disuguaglianza di Bell;

6) Lezione: funzione di distribuzione degli autovalori del campo elettrico nei casi fondamentali: coerente, termico e Fock, Lab: realizzazione di un sistema con omodina bilanciata per la misura dell'osservabile campo elettrico.
Prerequisiti e modalità di esame
Prerequisiti e modalità d'esame , con riferimento ai descrittori 1 e 2
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso.
Metodi didattici
Modalità di frequenza: obbligatoria
Modalità di erogazione: tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
Materiale di riferimento
Appunti del docente
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi