Descripción del proyecto
Descripciones mejores de la propagación de la luz en medios desordenados
En un artículo histórico publicado en 1958 se describió un fenómeno ahora conocido como localización de Anderson, esto es, la ausencia de difusión de ondas en ciertos medios desordenados. En el artículo original se abordó cómo los electrones de una red cristalina desordenada se localizan a través de la interferencia de los efectos de dispersión, un fenómeno relacionado con la naturaleza ondulatoria de los electrones. Como resultado se genera una transición entre un aislante y un conductor. Desde entonces, las descripciones se han extendido a otros sistemas de ondas, incluidos los sistemas acústicos, electromagnéticos y de materia cuántica, y son fundamentales para caracterizar la materia condensada y los sistemas desordenados. El proyecto ANDLICA, financiado con fondos europeos, trabaja para ampliar el conocimiento sobre la localización de la luz de Anderson mediante el empleo de grandes nubes de átomos fríos, un método útil para la nueva generación de dispositivos cuánticos.
Objetivo
I propose to use large clouds of cold Ytterbium atoms to observe Anderson localization of light in three dimensions, which has challenged theoreticians and experimentalists for many decades.
After the prediction by Anderson of a disorder-induced conductor to insulator transition for electrons, light has been proposed as ideal non interacting waves to explore coherent transport properties in the absence of interactions. The development in experiments and theory over the past several years have shown a route towards the experimental realization of this phase transition.
Previous studies on Anderson localization of light using semiconductor powders or dielectric particles have shown that intrinsic material properties, such as absorption or inelastic scattering of light, need to be taken into account in the interpretation of experimental signatures of Anderson localization. Laser-cooled clouds of atoms avoid the problems of samples used so far to study Anderson localization of light. Ab initio theoretical models, available for cold Ytterbium atoms, have shown that the mere high spatial density of the scattering sample is not sufficient to allow for Anderson localization of photons in three dimensions, but that an additional magnetic field or additional disorder on the level shifts can induce a phase transition in three dimensions.
The role of disorder in atom-light interactions has important consequences for the next generation of high precision atomic clocks and quantum memories. By connecting the mesoscopic physics approach to quantum optics and cooperative scattering, this project will allow better control of cold atoms as building blocks of future quantum technologies. Time-resolved transport experiments will connect super- and subradiant assisted transmission with the extended and localized eigenstates of the system.
Having pioneered studies on weak localization and cooperative scattering enables me to diagnostic strong localization of light by cold atoms.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-ADG - Advanced GrantInstitución de acogida
75794 Paris
Francia