STAGE Rydberg atoms, their coupling to external elds, and their mutual interaction

Date de mise à jour de l’offre

LPTM - Laboratoire de Physique Théorique et Modélisation :

Les activités de recherche du LPTM portent sur la physique théorique et en particulier la physique statistique de grands systèmes à échelles d'énergie « basses »; elles utilisent des méthodes mathématiques aussi bien que numériques ; elles concernent principalement l'étude de la modélisation de systèmes de matière condensée, de systèmes physiques non linéaires, de systèmes intégrables , de systèmes complexes, de systèmes biologiques et de systèmes « actifs » .Elles visent en particulier à décrire les phénomènes hors équilibre, transitions de phases, phénomènes stochastiques et aléatoires, et certains aspects des mesures quantiques. Les recherches effectuées au laboratoire se classent en trois groupes de thèmes bien identifiés : Matière condensée, phénomènes quantiques ; Intégrabilité, dynamique, stochasticité ; Matière molle, systèmes complexes, neurosciences, matière active.

Description de la mission

Rydberg atoms are atoms whose outer electron is highly excited [1]. Consequently, they boast a large
electric dipole moment. This dipole moment underlies the atoms' strong coupling to external electromagnetic
elds, which have made them the system of choice in Cavity Quantum Electrodynamics experiments [2,
Chap. 5]. It also causes Rydberg atoms to interact strongly with one another, making them ideally suited
for the realisation of quantum gates and quantum simulators [3, 4].
This bibliographical and numerical internship will focus on the quantum description of the interaction
between (i) a single Rydberg atom and external elds, and (ii) two Rydberg atoms. It requires no prior
knowledge of Rydberg physics. The Intern will be introduced to historical experiments such as the measure-
ment of the deviations of the Stark e ect from that undergone by the hydrogen atom [1] and the entanglement
of two atoms using the Rydberg blockade mechanism [3]. They will learn about the interatomic interaction,
presented in terms of the dipole{dipole interaction [5, Complement CXI] and the various interaction regimes
accessible thanks to resonances [6, §II]. Part of the internship will be devoted to the case of circular Rydberg
atoms [2, §5.2], which o er extended lifetimes and are the object of intense experimental investigation (see
e.g. Ref. [7]).
The scienti c prerequisites for this internship are twofold. First, applicants should be familiar with
basic quantum mechanics (at the level of Ref. [5]). Second, they should be pro cient in a programming
environment allowing for numerical linear algebra calculations (Python & Numpy, or C/C++, or . . . , are
all equally acceptable).
Applicants should send a CV, along with a short motivation email, to David Papoular.

Profil recherché

The present proposal advertises an internship available during the academic year 2021{2022,
accessible to L3, M1, or M2 students, lasting between two and three months, and involving
bibliographical and numerical work. The details of its content will be tailored to the level of
the successful applicant.

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    LPTM - Laboratoire de Physique Théorique et Modélisation
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    De 51 à 250 salariés
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    2 avenue Adolphe Chauvin,
    95032 CERGY
  • Accès et transports
    https://plan.cyu.fr/cartographie