Struttura della Materia II

 

Docente: Ennio Arimondo

 

Fluttuazioni nell'occupazione dei domini.

Fluttuazioni dell'energia nell'ensemble canonico.

Fluttuazioni all'interno di un dominio per statistiche di Boltzmann, di Bose-Einstein e di Fedrmi-Dirac.

Fluttuazioni nel numero di fotoni.

Spazio delle fasi per un fascio di luce.

Interferometria stellare e di Hanbury-Brown-Twiss ed interpretazioni fisica dell'interferenza stellare.

Introduzione ai processi casuali.

Teorema di Smoluchowski per la probabilità condizionata.

Caratterizzazione di una variabile casuale attraverso serie ed integrale di Fourier.

Teorema di Wiener-Khintchine. 

Applicazioni di tale teorema.

Rumore 1/f. Shot noise: ampiezza e spettro in frequenza.

Introduzione alla perturbazioni dipendenti dal tempo.

Equazioni differenziali ed integrali per le ampiezze di probabilità.

Conservazione dell'energia nella interazione di un sistema atomico con una perturbazione periodica.

Assorbimento ed emissione stimolata.

Validità dello sviluppo perturbativo e casi limite.

Densità degli stati finali. Regola d'oro di Fermi. Transizioni a più fotoni.

Derivazione della probabilità di perturbazione dipendente dal tempo al secondo ordine. Effetto Raman. Interazione di dipolo con una radiazione elettromagnetica.

Interazione con un campo di radiazione a banda larga.

Coefficienti di Einstein. Interazione atomo-radiazione nel caso di campo forte.

Frequenza di Rabi. Equazioni di rate e bilancio dettagliato.

Emissione spontanea attraverso il ragionamento di Einstein.

Valori numerici della emissione spontanea. Matrice densità. Modello di Feynman. Evoluzione temporale del vettore di  Bloch. Rilassamento ed equazioni di Bloch.

Ritorno alle equazioni di rate e forma di riga. Soluzione stazionaria delle equazioni di Bloch ottiche. Coefficienti di assorbimento e di amplificazione. Inversione di popolazione. Caratteristiche di un laser. Condizione di oscillazione di un laser.   

 

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