Quantum Optomechanics: Vibrations moléculaires et corrélations légères

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Description

Cette séance de cours explore les corrélations quantiques entre la lumière et les vibrations moléculaires, en se concentrant sur des sujets tels que les modes normaux dans les cristaux périodiques, les phonons optiques, la théorie quantique de la diffusion Raman et le bruit thermique dans les systèmes optomécaniques. L'instructeur se penche sur la quantification des vibrations moléculaires, le modèle quantique de la diffusion Raman et la préparation des états phonon Fock. La séance de cours examine également les preuves de superpositions quantiques macroscopiques et de conversion de fréquence optomécanique. Différentes techniques expérimentales et concepts théoriques sont présentés, éclairant l'interaction complexe entre la lumière et les vibrations moléculaires.

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Séances de cours associées (20)

Concepts associés (144)

Vibration moléculaire

Une vibration moléculaire se produit lorsque les atomes d'une molécule sont dans un mouvement périodique pendant que la molécule dans son ensemble subit un mouvement de translation et de rotation. La fréquence du mouvement périodique est appelée fréquence de vibration. Une molécule non linéaire constituée de n atomes possède 3n-6 modes normaux de vibration, alors qu'une molécule linéaire n'en possède que 3n-5, puisque la rotation autour de son axe moléculaire ne peut être observée.

Direct-conversion receiver

A direct-conversion receiver (DCR), also known as homodyne, synchrodyne, or zero-IF receiver, is a radio receiver design that demodulates the incoming radio signal using synchronous detection driven by a local oscillator whose frequency is identical to, or very close to the carrier frequency of the intended signal. This is in contrast to the standard superheterodyne receiver where this is accomplished only after an initial conversion to an intermediate frequency.

Diffusion Raman

La diffusion Raman, ou effet Raman, est un phénomène optique découvert indépendamment en 1928 par les physiciens Chandrashekhara Venkata Râman et Leonid Mandelstam. Cet effet consiste en la diffusion inélastique d'un photon, c'est-à-dire le phénomène physique par lequel un milieu peut modifier légèrement la fréquence de la lumière qui y circule. Ce décalage en fréquence correspond à un échange d'énergie entre le rayon lumineux et le milieu. Cet effet physique fut prédit par Adolf Smekal en 1923.

Géométrie moléculaire

La géométrie moléculaire ou structure moléculaire désigne l'arrangement 3D des atomes dans une molécule. . La géométrie moléculaire peut être établie à l'aide de différents outils, dont la spectroscopie et la diffraction. Les spectroscopies infrarouge, rotationnelle et Raman peuvent donner des informations relativement à la géométrie d'une molécule grâce aux absorbances vibrationnelles et rotationnelles. Les diffractométries de rayons X, de neutrons et des électrons peuvent donner des informations à propos des solides cristallins.

Laser

thumb|250px|Lasers rouges (660 & ), verts (532 & ) et bleus (445 & ). thumb|250px|Rayon laser à travers un dispositif optique. thumb|250px|Démonstration de laser hélium-néon au laboratoire Kastler-Brossel à l'Université Pierre-et-Marie-Curie. Un laser (acronyme issu de l'anglais light amplification by stimulated emission of radiation qui signifie « amplification de la lumière par émission stimulée de radiation ») est un système photonique.