Student: Kumar Vineet
Školitel: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D.
Konzultant: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D.
Stav práce: zadaná
Anotace:
Silně vázané plazma se na rozdíl od toho klasického vyznačuje převahou dalekodosahových sil nad tepelnými fluktuacemi, co se jeho dynamiky týče. Lze jej nalézt v jádrech bílých trpaslíků nebo na površích neutronových hvězd. Tam přežívá díky tomu, že elektrony jsou delokalizovány přes mnoho iontů, stejně jako v modelu elektronového plynu u elektrických vodičů. Takový systém lze v laboratoři realizovat zchlazením plazmatu na tisíciny stupně nad absolutní nulou.
Takovéto ultrachladné plazma je silně nelineárním systémem, kde většina interakcí je nebinárního charakteru. Jeho interakce s fotony se může projevit pozměněním dynamiky nabitých částic i vlastností procházejícího záření.
Student se v rámci práce zaměří na pozorování interakcí sytému kvantových částic s fotony v ultrachladném plazmatu a vymyslí, jak je využít při sledování dynamiky iontů a elektronů. Za tímto účelem zhotoví optický rezonátor, který propojí s nově vyvíjenou pastí na elektrony a ionty. Jelikož nelze oddělit problematiku udržení plazmatu od optické diagnostiky, bude se rovněž podílet na návrhu celé aparatury.
Seznam odborné literatury
1 Herskind, P. F., Dantan, A., Marler, J. P., Albert, M. & Drewsen, M. Realization of collective strong coupling with ion Coulomb crystals in an optical cavity. Nature Phys 5, 494–498 (2009).
2 Hejduk, M. & Heazlewood, B. R. Off-axis parabolic mirror relay microscope for experiments with ultra-cold matter. Rev. Sci. Instrum. 90, 123701 (2019).
3 Ben Hayun, A., Reinhardt, O., Nemirovsky, J., Karnieli, A., Rivera, N., Kaminer, I. Shaping quantum photonic states using free electrons, Science Advances, 10.1126/sciadv.abe4270, 7, 11, (eabe4270), (2021).
4 Other scientific papers recommended by the supervisor.