实验原子物理进展（Advance in Experimental Atomic Physics）
春季学期
课程编号：04811250
学分：3
教师：陈徐宗 Xuzong Chen
课程：
考试方式：课后作业：30%，大作业：20%，笔试：50%
教学方式：课堂讲授
内容提要：
本课程以原子物理历史上的几次著名诺贝尔物理奖（1944年Rabi的原子束磁共振技术；1966年Kastler的光抽运技术；1989年Paul与Dehmelt离子阱技术 、 Ramsey的原子干涉技术；1997年Chu、Cohen-Tannouji、Phillips的激光冷却技术；2001年Cornel、Weiman、Ketterle蒸发冷却与量子气体技术；2005年Hall、Haensch的光学梳状发生器与精密测量技术）为主线，讲述实验原子物理的基本思想、理论、方法以及实验原子物理当前重要进展。
第一章、 20世纪的原子物理简单回顾：包括：二战前的原子物理与量子理论发展，二战以后：原子物理方法与应用的发展（光抽运、离子阱、激光冷却、光梳、量子通信、精密测量等）。
第二章、 拉比振荡： 1)拉比振荡的基本理论；2）共振与非共振拉比振荡； 3）衰减拉比振荡；4）拉比振荡的谱线宽度；5）拉比实验与原子核磁矩的精密测量。
第三章、 光抽运：1) 光抽运基本理论；2）铷气室中光抽运的速率方程；3）铷原子钟基本原理；4）原子超精细结构间的光抽运与应用。
第四章、 原子束干涉：1）原子在分离场中Ramsey干涉的基本理论；2）原子速度对Ramsey谱线的影响；3）原子在分离场中的跃迁的基本理论；4）铯原子钟基本原理。
第五章、 离子存储：1) paul阱的基本理论；2）Penning阱的基本理论；3）激光冷却与缓冲气体冷却；4）离子阱在量子计算和精密测量中的应用。
第六章、 激光冷却（一）：1) 激光冷却基本理论；2）多普勒冷却极限；3）赛曼冷却实验；
第七章、 激光冷却（二）：4）磁光阱原理；5）偏振梯度冷却的基本理论与实验；6）拉曼边带冷却； 7）激光冷却的应用。
第八章、 玻色量子气体（一）：1）玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）基本理论；2）蒸发冷却；3）GP方程;4）BEC特性的测量。
第九章、 玻色量子气体（二）：5）BEC的基本实验：干涉；原子激光；集体激发；超流；5）BEC的最新进展：相变点临界行为；光晶格；玻色-哈勃方程；超流-模特绝缘态相变；量子模拟。
第十章、 费米量子气体：1）简并费米气体基本理论；2) 简并费米气体实验；3）非西巴赫共振；4）费米分子、费米库伯对、BEC与BCS crossover。
第十一章、 量子信息： 1）量子态的基本知识；2）量子隐形传态基本原理；3）量子密码通信基本原理：BB84方案；4）量子计算基本原理。
第十二章、 电磁感应透明（相干布居囚禁）：1) EIT（CPT）的基本理论与实验；2) EIT介质中光脉冲群速控制实验；3）EIT介质中的光存储实验；4）CPT的应用。
第十三章、 光频精密测量，包括：1) 传统光频链基本原理；2）飞秒激光频率梳基本原理；3）光纤飞秒激光梳基本原理；4）光梳的应用。
第十四章、 量子传感：1）光学Ramsey干涉基本理论；2）量子重力仪；3）量子陀螺仪；4）原子磁力仪的基本原理。
推荐教材或参考资料：
教材：陈徐宗 《现代原子物理进展》，讲义
参考文献：
1. Advances in Atomic Physics, Claude Cohen-Tannoudji
2. 原子物理学进展通论，王义遒、周小计翻译
讲义：
chapter1-introduction-2018
Chapter2-rabi ocsillation-2018
chapter3-optical pumping-2018
chapter4-atomic beam-interferometery-2018
chapter5-ion-trap-2017
chapter6-lasercooling-01-2016
chapter7-lasercooling-02-2017
chapter8-BEC-(1)-2017
chapter9-BEC-(2)-2017
chapter10-BEC-(3)-2017
chapter11-EIT-2017
chapter12-precision measurement-2017
chapter13-quantum-information-2017
chapter14-quantunsensor-2017
2017讲义（提取码a58r）