فیزیک لیزر ، اپتیک کوانتومی و اتم های فوق سرد

رشته های فیزیک لیزری ، اپتیک کوانتومی و اتم های فوق سرد حوزه های متفاوتی از فیزیک را پوشش می دهد که رفتار ماده یا برهم کنش نور با ماده را در شرایط شدید که بسیار دورتر از آنهایی است که در شرایط روزمره تجربه می شود ، مطالعه می کنند.

تحقیق در مورد رفتار اتم های فوق سرد مستلزم استفاده از خنک کننده لیزری برای حذف انرژی و کند کردن تک تک اتمها یا گروههای کوچک اتمها تا میلیون ها درجه بالاتر از حد مطلق دمای صفر مطلق است. در چنین دمای بسیار پایینی ، اتم ها را می توان در تله های الکترومغناطیسی یا شبکه های نوری نگه داشت که با استفاده از تداخل دو یا چند پرتو لیزر ایجاد شده اند. با مشاهده اتم ها در چنین شرایط فردی و ایده آل می توانیم بسیاری از نواقص موجود در اکثر سیستمهای واقعی را برطرف کنیم زیرا اتمها تقریباً هیچ تعاملی با محیط خود ندارند. شرایط خود تحت کنترل مستقیم ما هستند و محدود به محدودیت های مادی یا محیطی نیستند و می توان رفتار اتم های فردی را در زمان واقعی ردیابی کرد تا به دنبال تغییرات در گروه برای استنباط رفتار فردی باشیم.

با نگاهی به سیستم های تک و چند ذره ای در چنین شرایط جداگانه می توان گذارهای فاز کوانتومی را مطالعه کرد و حالات جدیدی از ماده مانند میعانات بوز-اینشتین (BEC) را که در آن هر اتم حالت کوانتومی یکسانی را اشغال می کند ، نشان داد که رفتار مکانیکی کوانتومی را در مقیاس های ماکروسکوپی به ارمغان می آورد. می تواند مستقیماً مورد بررسی قرار گیرد با استفاده از BEC مطالعه نوری موج ماده منسجم (که در آن امواج د برولی اتمها در مرحله هستند) امکان اندازه گیری پدیده هایی به ترتیب کوچکتر از اندازه ممکن با تکنیکهای نوری را فراهم می کند و امکان اندازه گیری مستقیم برهمکنشهای گرانشی را ارائه می دهد. در مقیاسهای کوچک که قبلاً کاملاً غیرقابل دسترسی بود.

اپتیک کوانتومی مطالعه برهمکنش نور و ماده در سطح کوانتومی پیوندی حیاتی با بسیاری از زمینه های فیزیک و تکنیک های تجربی است.

فیزیک لیزری به حوزه بین رشته ای اپتیک ، فیزیک اتمی و مولکولی ، مکانیک کوانتوم و علم مواد می پردازد. اهداف ما درک عملکرد لیزرها ، تقویت کننده ها و سیستم های نوری و الکترواپتیکی مرتبط برای کنترل و تولید پرتوهای نور یا پالس ها با پارامترهای مشخص و بررسی پویایی تعامل نور شدید و منسجم با ماده است. به طور خاص ، تحقیقات ما در این منطقه بر روی سیستم های لیزری پالسی femtosecond برای لیزر و ریز ماشینکاری ، ایجاد تابش حوزه THz و طیف سنجی THz ، و میکروسکوپ الکترونی از تیره شدن فیبرهای نوری با عکس Yb متمرکز شده است.