Universitetet i Bergen : Doktorgrader

NY DOKTORGRAD

Kontroll av kvantesystemer

Lene Sælen   
Lene Sælen disputerer fredag 27. november for PhD-graden ved Universitetet i Bergen med avhandlingen: ”Quantum control of strongly coupled dynamics in few component systems”

Siden kjemikeren Louis E. Brus først oppdaget det som skulle bli hetende kvantepunkter tidlig på 80-tallet, har disse nanostrukturene blitt viet intens oppmerksomhet. Kvanteprikker har allerede vist seg svært lovende i flere henseender, med potensielle anvendelser som spenner fra grunnforskning og medisin til solceller og kvantedatamaskiner.

Et kvantepunkt er en ørliten struktur som det er mulig å fange enkeltladninger (elektroner) i. Siden strukturen er veldig liten er det kvantefysikkens lover som regulerer dens egenskaper. Kvantepunkter kan dannes i ulike materialer, i ulik form og i varierende størrelser. Strukturen kan inneholde alt fra ett til flere hundre elektroner.

I dette arbeidet har to ulike kvantepunkter blitt studert; sammensatte punkter som danner et todimensjonalt kunstig molekyl og sirkulære strukturer kalt kvanteringer, begge med to elektroner. Gjennom inngående kjennskap til strukturen til disse systemer viser numeriske simuleringer at det er mulig å kontrollere overgangen mellom enkelttilstander i systemet via laserpulser med nær 100% nøyaktighet. Laserpulsene kan optimeres av en iterativ algoritme slik at enda høyere nøyaktighet og hurtigere kontroll kan oppnås.

Evnen til å kontrollere tilstanden til systemet hurtig og presist er fundamental for muligheten til å anvende kvantepunkter i en fremtidig kvantedatamaskin. For kvanteringer er det påvist at flere fundamentale bitoperasjoner kan utføres svært effektivt ved bruk av optimerte elektriske pulser og magnetiske felter.

En annen del av avhandlingen omhandler stabilisering av elektronløse molekyler i sterke laserfelt og ionisering av H2 i kollisjon med høyenergetiske ioner med høy ladning.I den førstnevnte simuleringen er det påvist at en kombinasjon av sterke laserfelt med forskjellig polarisert lys kan binde rene positive ladninger sammen, et funn som er av betydning for laserbasert fusjon. I det siste tilfellet studeres interferenseffekter fra det ioniserte elektronet som følge av spredning fra to identiske kjerner. Flere effekter fra eksperimentelle observasjoner er blitt påvist og forklart.

Numeriske algoritmer som ligger til grunn for arbeidet har vært utviklet i samarbeid med forskere fra Institutt for Fysikk og Teknologi og Matematisk Institutt ved UiB samt med LCPMR i Paris. Universitetet i Bergen sin superdatamaskin har blitt benyttet til gjennomføring av tyngre beregninger.

Personalia:
Lene Sælen er født i 1983 og oppvokst i Bergen. Hun har mastergrad i fysikk fra Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen 2006. Siden 2006 har hun arbeidet med doktorgraden ved samme institutt. Skoleåret 2007/2008 arbeidet hun ved Laboratoire de Chimie Physique, Matière et Rayonnement under cotutelle ved Université Pierre et Marie Curie, Paris.

Tidspunkt og sted for disputasen:
27.11.2009, kl. 13:15, Auditorium 2, Realfagsbygget, Allégt. 41

Kontaktpersoner:
Lene Sælen, tlf: 93 62 85 21 , epost: lene.salen@ift.uib.no
Mediekontakt Sigrid Sulland, tlf. 55 58 69 00 (a),
epost: sigrid.sulland@form.uib.no

Avhandlingen kan lånes på Bibliotek for realfag. For kjøp/bestilling av avhandlingen, kontakt kandidaten direkte.


Offisiell side