Opis projektu
Porządkowanie opisu rozchodzenia się światła w ośrodkach nieuporządkowanych
W przełomowym artykule z 1958 roku opisano zjawisko znane obecnie jako lokalizacja Andersona, czyli brak dyfuzji fal w pewnych ośrodkach nieuporządkowanych. Oryginalny artykuł dotyczył lokalizacji elektronów w nieuporządkowanej sieci krystalicznej poprzez interferencję efektów rozpraszania, zjawisko związane z falową naturą elektronów. Powoduje ono przejście materiału ze stanu izolatora do stanu przewodnika. Od czasu jego publikacji opisy tego zjawiska zostały rozszerzone na inne układy falowe, w tym akustyczne, elektromagnetyczne i układy materii kwantowej, mają też fundamentalne znaczenie dla opisu materii skondensowanej i układów nieuporządkowanych. Finansowany ze środków UE projekt ANDLICA pogłębia wiedzę na temat lokalizacji Andersona dla fal światła za pomocą dużych chmur zimnych atomów, co będzie miało wpływ na prace nad następną generacją urządzeń kwantowych.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
75794 Paris
Francja