Photons et atomes

Cet ouvrage s'appuie sur un travail d'enseignement et de recherche qui s'est poursuivi pendant plusieurs années au Collège de France et à l'Ecole normale supérieure. Il s'adresse aux étudiants, enseignants, chercheurs et ingénieurs intéressés par les nombreux phénomènes physiques auxquels donne naissance l'interaction entre matière et rayonnement à basse énergie.
Partant d'un niveau en mécanique quantique et en électromagnétisme correspondant à celui de la maîtrise, ce volume présente une revue des processus élémentaires d'interaction entre photons et atomes (émission, absorption, diffusion ... ), ainsi qu'une analyse de processus plus complexes comme les processus multiphotoniques, la relaxation radiative, l'oscillation de Rabi, etc. Pour aborder ces problèmes, des méthodes théoriques variées sont introduites (méthodes perturbatives, resommations partielles de la série des perturbations, équation pilote, équations de Bloch optiques, méthode de l'atome habillé) et illustrées sur des systèmes simples. Les éléments essentiels d'électrodynamique quantique utilisés dans le présent volume sont réunis dans un appendice. Un exposé plus complet et plus approfondi est présenté dans un autre volume, Photons et atomes - Introduction à l'électrodynamique quantique.

Processus d'interaction entre photons et atomes

" La plupart des ouvrages qui paraissent sur les lasers se divisent en deux catégories : d'une part, ceux qui traitent en détail de la description quantique des interactions matière-rayonnement ; d'autre part, ceux qui insistent sur telle ou telle caractéristique des sources laser et sur les problèmes nouveaux qu'elles permettent d'aborder, comme l'optique non-linéaire, la fusion inertielle ou le transfert d'information. Gilbert Grynberg, Alain Aspect et Claude Fabre ont fait le pari qu'il était possible de combiner ces deux points de vue dans un même ouvrage et de présenter à leurs lecteurs, à la fois les concepts quantiques de base qui permettent de comprendre l'absorption et l'émission de lumière par les atomes, et les principes de fonctionnement des lasers, leurs caractéristiques essentielles et quelques exemples importants d'applications concrètes. Ils ont, je crois, magnifiquement tenu leur pari. "

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