The 2017 Lectures in Physics: Quantum physics frontiers explored with cold atoms, molecules and photons




Optical methods to manipulate atoms, molecules and photons have revolutionised atomic physics and quantum optics. Atoms and ions can now be cooled with lasers to extremely low temperatures in tailor-made environment and with controlled inter-particle couplings, emulating situations encountered at different scales in condensed matter physics. The interaction of individual atoms with single photons can be studied under well-controlled conditions in Cavity Quantum Electrodynamics experiments. These advances have numerous applications in quantum information science (quantum communication and computing) and for the development of new devices probing and measuring physical parameters with unprecedented precision (novel atomic clocks, magnetometers and electrometers operating below the standard quantum limit). Quantum simulators open the way to the exploration of new quantum phases of matter in strongly interacting and highly correlated quantum systems, with potential applications to the synthesis of novel materials. Fundamental tests of quantum and relativistic effects can be performed with these systems. This new frontier will be described in the 2017 Onassis Lectures in Physics by scientists who are contributing to its exploration.


Σύντομη περιγραφή του περιεχομένου των Διαλέξεων Ωνάση 2017 στη Φυσική

Οπτικές μέθοδοι για τον χειρισμό ατόμων, μορίων και φωτονίων έχουν επιφέρει επανάσταση στην ατομική φυσική και την κβαντική οπτική. Άτομα και ιόντα μπορούν τώρα να ψυχθούν με λέιζερ σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες σε προσαρμόσιμο περιβάλλον και, με ελεγχόμενες συζεύξεις μεταξύ των σωματιδίων, να εξομοιώνονται καταστάσεις που συναντώνται σε διαφορετικές κλίμακες στη φυσική των συμπυκνωμένων υλικών. Η αλληλεπίδραση μεμονωμένων ατόμων με μεμονωμένα φωτόνια μπορεί να μελετηθεί υπό καλώς ελεγχόμενες συνθήκες σε πειράματα Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής σε Κοιλότητες. Αυτές οι πρόοδοι έχουν πολυάριθμες εφαρμογές στην κβαντική επιστήμη της πληροφορίας (κβαντική επικοινωνία και υπολογιστική) και στην ανάπτυξη νέων συσκευών ανίχνευσης και μέτρησης φυσικών παραμέτρων με πρωτοφανή ακρίβεια (νέα ατομικά ρολόγια, μαγνητόμετρα και ηλεκτρόμετρα που λειτουργούν κάτω από το τυπικό κβαντικό όριο). Οι κβαντικοί προσομοιωτές ανοίγουν το δρόμο για την εξερεύνηση νέων κβαντικών φάσεων της ύλης σε ισχυρά αλληλεπιδρώντα και άκρως συσχετισμένα κβαντικά συστήματα, με πιθανές εφαρμογές στη σύνθεση νέων υλικών. Θεμελιώδεις έλεγχοι κβαντικών και σχετικιστικών επιδράσεων μπορούν να πραγματοποιηθούν με αυτά τα συστήματα. Αυτά τα νέα σύνορα θα περιγραφούν στις Διαλέξεις Ωνάση 2017 στη Φυσική από επιστήμονες που συμβάλλουν οι ίδιοι στην εξερεύνηση τους.

Serge Haroche
Em. Professor, Laboratoire Kastler Brossel,
College de France, Paris, France.
Nobel Prize (2012) in Physics

Alain Aspect
Professor, Institut d'Optique Graduate School and Ecole Polytechnique, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France.

Immanuel Bloch
Professor, Ludwig-Maximilians-University and Max Planck Institute of Quantum Optics Munich, Germany.

Jean Dalibard
Professor, Laboratoire Kastler Brossel, College de France, Paris, France.

Luiz Davidovich
Professor, Instituto de Fisica, Universidade Federal do Rio De Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.

Nikolaos Proukakis
Professor, Joint Quantum Centre (JQC) Durham-Newcastle, Newcastle University, Newcastle, U.K.

Jun Ye
Professor, JILA, NIST and University of Colorado, Boulder, USA.
Monday 24 July 09:00 - 09:45R e g i s t r a t i o n
09:45 - 10:00Welcome
10:00 - 11:15"Manipulation and control of photons and atoms and applications to quantum metrology I"
Prof. Serge Haroche
11:15 - 11:45B r e a k
11:45 - 13:00"Measurement at the quantum frontier"
Prof. Jun Ye
13:00 - 14:30L u n c h   B r e a k
14:30 - 15:45"Controlling and Exploring Quantum Matter using Ultracold Atoms in Optical Lattices I",
Prof. Immanuel Bloch
Tuesday 25 July09:30 - 10:45"Manipulation and control of photons and atoms and applications to quantum metrology II"
Prof. Serge Haroche
10:45-11:15B r e a k
11:15 - 12:30"What ' s the matter with cold molecules"
Prof. Jun Ye
12:30 - 14:00L u n c h  B r e a k
14:00 - 15:15"Controlling and Exploring Quantum Matter using Ultracold Atoms in Optical Lattices II"
Prof. Immanuel Bloch
Wednesday 26 July09:30 - 10:45"Towards the ultimate precision limits: an introduction to quantum metrology I"
Prof. Luiz Davidovich
10:45 - 11:15B r e a k
11:15 - 12:30"Cold atoms in low dimension: The Kostelitz-Thouless transition revisited I"
Prof. Jean Dalibard
12:30 - 14:00L u n c h   B r e a k
20:00 "How blue sky research leads to innovations"
Public Lecture by Prof. Serge Haroche
Thursday 27 July09:30 - 10:45"Cold atoms in low dimension: The Kostelitz-Thouless transition revisited II"
Prof. Jean Dalibard
10:45 - 11:15B r e a k
11:15 - 12:30"Towards the ultimate precision limits: an introduction to quantum metrology II"
Prof. Luiz Davidovich
12:30 - 14:00L u n c h   B r e a k
14:00 - 15:15"Two particle correlations with photons and atoms: landmarks in the second quantum revolution I"
Prof. Alain Aspect
Friday 28 July09:30 - 10:45"Nonlinear and Collective Dynamics with Ultracold Atoms"
Prof. Nikolaos Proukakis
10:45 - 11:15B r e a k
11:15 - 12:30"Two particle correlations with photons and atoms: landmarks in the second quantum revolution II"
Prof. Alain Aspect
12:30 - 14:00L u n c h   B r e a k
14:00 - 15:15"Non-Equilibrium Quantum Dynamics and Dissipation in Quantum Gases"
Prof. Nikolaos Proukakis

NEW Deadline for Application
Monday June 5, 2017

Participants

 
 

Researchers, Postdoctoral Associates, Graduate
and advanced Undergraduate students.

Financial Aid

 
 

The Onassis Foundation will support travel and accommodation expenses for up to thirty five Greek students and up to fifteen International students, selected on the basis of their academic performance. The financial aid for the travel of non-European students cannot exceed the maximum amount of the reimbursement provided for the travel of European students. Interested students should attach to their CV, a list of courses taken, their grades and two letters of recommendation. Excellent knowledge of English is required.

Certificate

 
 

Students admitted on the basis of their academic performance will receive a certificate after successful participation in the lectures.

 

Application Form*
*Please use latin characters

Dear Sir,
I wish to participate in "The 2017 Lectures in Physics"

First Name:
Last name:
Affiliation:
Address:
Telephone:
E-mail:

Please attach your CV (if applicable): (Select your CV file from your computer).

Additional Requirements for Students

  • Graduate students should attach their CV with a detailed description of their studies so far. Advanced undergraduate students should add to their CV a list of courses taken and their grades.
  • Two letters of recommendation should be sent by E-mail directly by the recommending persons to: OnassisF@admin.forth.gr