Séance de cours

Spin Ensembles: Effets Collectifs et Métrologie Quantique

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Dans cours

PHYS-454: Quantum optics and quantum information

This lecture describes advanced concepts and applications of quantum optics. It emphasizes the connection with ongoing research, and with the fast growing field of quantum technologies. The topics cover some aspects of quantum information processing, quant ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept d'ensembles de spin, en se concentrant sur leurs effets collectifs et leurs applications en métrologie quantique. Les sujets abordés incluent les états de Dicke, les polaritons, les états de spin cohérents, l'interféromètre de Ramsey, l'information quantique de Fisher et les limites de l'interférométrie. L'instructeur discute des propriétés algébriques du moment angulaire, des symétries des états de Dicke, de l'enchevêtrement dans les ensembles de spins et de la nature bosonique des états de Dicke. De plus, la séance de cours explore l'interprétation géométrique des états de Dicke, la rotation dans l'espace de Bloch et les symétries des spins collectifs.

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Enseignant·e

Jean-Philippe Brantut

I did my PhD at the Institut d'Optique under the direction of Philippe Bouyer and Alain Aspect, before moving to ETHZ in the group of Tilman Esslinger, first as a post-doc then as a senior scientist. There I developed in particular the method allowing for a quantum simulation of nano-electronic devices with ultracold quantum gases.Since september 2016, I hold the Fondation Sandoz chair in physics of quantum gases at EPFL. There, my group has developed the first cold atoms machine combining Fermi gases with cavity-quantum electrodynamics. We use it to explore new ways of measuring and manipulating quantum matter.

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Concepts associés (32)

Spin echo

In magnetic resonance, a spin echo or Hahn echo is the refocusing of spin magnetisation by a pulse of resonant electromagnetic radiation. Modern nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance imaging (MRI) make use of this effect. The NMR signal observed following an initial excitation pulse decays with time due to both spin relaxation and any inhomogeneous effects which cause spins in the sample to precess at different rates. The first of these, relaxation, leads to an irreversible loss of magnetisation.

Polariton

Les polaritons sont des quasiparticules issues du couplage fort entre une onde lumineuse et une onde de polarisation électrique. Plusieurs cas de figure sont possibles : L'onde de polarisation est un phonon optique, c’est-à-dire essentiellement l'oscillation mécanique de deux atomes de charge opposée à l'intérieur d'un cristal. Les polaritons phononiques ont été beaucoup étudiés par la spectroscopie Raman dans les années 1970 - 80 et ont permis de mesurer la constante diélectrique à haute fréquence dans les semiconducteurs.

Symétrie

La symétrie est une propriété d'un système : c'est lorsque deux parties sont semblables. L'exemple le plus connu est la symétrie en géométrie. De manière générale, un système est symétrique quand on peut permuter ses éléments en laissant sa forme inchangée. Le concept d'automorphisme permet de préciser cette définition. Un papillon, par exemple, est symétrique parce qu'on peut permuter tous les points de la moitié gauche de son corps avec tous les points de la moitié droite sans que son apparence soit modifiée.

Groupe de symétrie

Le groupe de symétrie, ou groupe des isométries, d'un objet (, signal, etc.) est le groupe de toutes les isométries sous lesquelles cet objet est globalement invariant, l'opération de ce groupe étant la composition. C'est un sous-groupe du groupe euclidien, qui est le groupe des isométries de l'espace affine euclidien ambiant. (Si cela n'est pas indiqué, nous considérons ici les groupes de symétrie en géométrie euclidienne, mais le concept peut aussi être étudié dans des contextes plus larges, voir ci-dessous.

Spin–spin relaxation

In physics, the spin–spin relaxation is the mechanism by which Mxy, the transverse component of the magnetization vector, exponentially decays towards its equilibrium value in nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance imaging (MRI). It is characterized by the spin–spin relaxation time, known as T2, a time constant characterizing the signal decay. It is named in contrast to T1, the spin–lattice relaxation time.

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Collisions plasmatiques : Coulomb Force

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