Atomic and Optical Physics I– Part 3: Atom-Light Interactions 1 -- Matrix elements and quantized field
date_range Débute le 16 novembre 2015
event_note Se termine le 11 décembre 2015
list 4 séquences
assignment Niveau : Introductif
chat_bubble_outline Langue : Anglais
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Les infos clés

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En résumé

This is the third of five modules to introduce concepts and current frontiers of atomic physics and to prepare you for cutting-edge research:

8.421.1x: Resonance

8.421.2x: Atomic structure and atoms in external field

8.421.3x: Atom-Light Interactions 1 -- Matrix elements and quantized field

8.421.4x: Atom-Light interactions 2 --  Line broadening and two-photon transitions

8.421.5x: Coherence

The third module, 8.421.3x, covers how atoms interact with light. First, dipole and higher order couplings are introduced, and concrete examples for selection rules and matrix elements are given. After quantizing the electromagnetic field and introducing photons, the Jaynes-Cummings model and vacuum Rabi oscillations are presented. Coherent and incoherent time evolution are discussed, also in the framework of Einstein's A and B coefficients.

At MIT, the content of the five modules makes the first of a two-semester sequence (8.421 and 8.422) for graduate students interested in Atomic, Molecular, and Optical Physics. This sequence is required for Ph.D. students doing research in this field.

In these modules you will learn about the interaction of radiation with atoms: resonance; absorption, stimulated and spontaneous emission; methods of resonance, dressed atom formalism, masers and lasers, cavity quantum electrodynamics; structure of simple atoms, behavior in very strong fields; fundamental tests: time reversal, parity violations, Bell's inequalities; and experimental methods.

Completing the two-course sequence allows you to pursue advanced study and research in cold atoms, as well as specialized topics in condensed matter physics.



Who can register for this course?

Unfortunately, learners from Iran, Cuba, Sudan and the Crimea region of Ukraine will not be able to register for this course at the present time. While edX has received a license from the U.S. Office of Foreign Assets Control (OFAC) to offer courses to learners from Iran and Sudan our license does not cover this course.

Separately, EdX has applied for a license to offer courses to learners in the Crimea region of Ukraine, but we are awaiting a determination from OFAC on that application. We are deeply sorry the U.S. government has determined that we have to block these learners, and we are working diligently to rectify this situation as soon as possible.

Course image uses graphic by SVG by Indolences. Recoloring and ironing out some glitches done by Rainer Klute. [GFDL ( or CC-BY-SA-3.0 (], via Wikimedia Commons

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Le programme

Physics of interactions of atoms with an electromagnetic field, including:

  • spontaneous and stimulated emission
  • quantization of the radiation field
  • absorption and emission
  • line strengths
  • excitation by narrow and broadband light sources
  • selection rules

Les intervenants

  • Wolfgang Ketterle
  • David E. Pritchard
  • Isaac Chuang

Le concepteur

MIT est un établissement d'enseignement de classe mondiale où l'enseignement et la recherche - présentant de l'intérêt pour le monde pratique comme principe directeur - continuent d'être son objectif principal.

Ses cinq écoles et un collège englobent de nombreux départements universitaires, des divisions et des programmes conférant des grades, ainsi que des centres interdisciplinaires, des laboratoires et des programmes dont les coupes à travers les frontières ministérielles traditionnelles travail.


La plateforme

EdX est une plateforme d'apprentissage en ligne (dite FLOT ou MOOC). Elle héberge et met gratuitement à disposition des cours en ligne de niveau universitaire à travers le monde entier. Elle mène également des recherches sur l'apprentissage en ligne et la façon dont les utilisateurs utilisent celle-ci. Elle est à but non lucratif et la plateforme utilise un logiciel open source.

EdX a été fondée par le Massachusetts Institute of Technology et par l'université Harvard en mai 2012. En 2014, environ 50 écoles, associations et organisations internationales offrent ou projettent d'offrir des cours sur EdX. En juillet 2014, elle avait plus de 2,5 millions d'utilisateurs suivant plus de 200 cours en ligne.

Les deux universités américaines qui financent la plateforme ont investi 60 millions USD dans son développement. La plateforme France Université Numérique utilise la technologie openedX, supportée par Google.

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