Acadêmicos

Serge Haroche

Id	1281
Nome Científico	HAROCHE, S.
Profissão	Pesquisador , Professor universitário
Área de Especialização	Ciências Físicas
Categoria	Correspondente
Data de ingresso na ABC	04/05/2010

Nascimento

Data	11/09/1944
Cidade	Casablanca
Estado/Província	,

Pesquisas

Física atômica e espectroscopia de laser. Óptica quântica. Ciência da informação quântica. Eletrodinâmica quântica de cavidade. Testes fundamentais da física quântica.

Títulos

• 1963-1967 Graduação na École Normale Supérieure, em Paris.
• 1967 Doutorado de Troisième Cycle, Paris.
• 1967 Agrégation, Física, Paris.
• 1971 Thèse d'État (Doutorado), Física, Paris.

Biografia

Minha atividade científica evoluiu da física atômica à física quântica e ciência da informação quântica. Meus primeiros estudos como pesquisador independente têm versado sobre o desenvolvimento da espectroscopia de batida quântica, a análise da superradiância e a pesquisa das propriedades radiativas de átomos de Rydberg muito excitados. Esse trabalho contribuiu para iniciar, por volta de 1980, o campo da eletrodinâmica quântica de cavidade (CQED), o ramo da física atômica que trata com o acoplamento dos átomos e fótons confinados por fronteiras. Durante a década de 1980, as contribuições do meu grupo para CQED incluíram a primeira observação de emissão espontânea de cavidade-átomo único excitado, a gravação da oscilação Rabi coletiva de uma amostra atômica em uma cavidade e do funcionamento do micromaser de dois fótons, o primeiro oscilador quântico emitindo fótons aos pares. No início da década de 1990, meu grupo na ENS, que incluiu meus ex-alunos J.-M. Raimond e M. Brune, tornou-se cada vez mais interessado na utilização de sistemas átomo de Rydberg-cavidade para testes quânticos fundamentais e demonstrações de operações de informação quântica. Em colaboração com L. Davidovich e N. Zagury, do Rio de Janeiro, sugerimos utilizar os desvios de luz induzidos em átomos de Rydberg circulares, presos por um campo de micro-ondas, a fim de programar uma demolição não-quântica (QND) para contagem de fótons. Propusemo-nos a medir os desvios de luz com um interferômetro Ramsey, do tipo usado em relógios atômicos através da inserção da cavidade, que armazena o campo, dentro do aparelho do relógio. Percebemos também que esse conjunto muito versátil-up era o ideal para preparar os estados do gato-de-Schrödinger (isto é, superposições de campos coerentes com diferentes fases ou amplitudes) e estudar o entrelaçamento desses estados altamente não-clássicos. Em seguida, embarcamos em um esforço experimental de longo prazo para realizar essas propostas no laboratório. O elemento mais desafiador do experimento era a cavidade. Levou-nos dezesseis anos de desenvolvimentos tecnológicos para aumentar o tempo de amortecimento do fóton de ressonadores supercondutores de Fabry-Perot de microsegundos (em 1994) para centenas de milissegundos (em 2006). Ao longo do caminho, temos realizado muitos testes de mecânica quântica de relevância para a informação quântica e estudos de decoerência. Observamos, em 1996, a oscilação Rabi de um átomo em um campo muito pequeno feita de alguns fótons, e mostrado que a análise de Fourier dessa oscilação revela diretamente a granulação fotônica do campo. No mesmo ano, observamos a decoerência progressiva dependente do tamanho de um campo quântico em um experimento explorando o limite quântico-clássico. O desenvolvimento em 2006 do super-high-finesse cavidades nos permitiu manipular e detectar campos capturados com uma acurácia e precisão sem precedentes. Em experiências em curso, os fótons capturados são detectados de forma QND, fazendo-lhes interagir dispersivamente com átomos passando um a um pela cavidade. Observamos a projeção progressiva do campo em estados de Fock, correspondente ao número definido de fótons e monitorarando os saltos quânticos entre esses estados induzidos pelo amortecimento da cavidade. Pela primeira vez, fótons individuais são constantemente observados em uma caixa e os tempos aleatórios em que são criados ou aniquilados são diretamente gravados. Este método de contagem de fótons QND nos permitiu demonstrar, de maneira dramática o efeito Zeno quântico da luz. Temos também, recentemente remodelado, o estado quântico de completo dos estados do gato-de-Schrödinger de luz contendo vários fótons e, ao tirar instantâneos desses estados, realizado filmes do processo de decoerência em andamento.

Participações

• Membro da Academia Francesa de Ciências, 1993.
• Membro da Academia Europeia das Ciências, 2009.
• Membro da Société Française de Physique.
• Membro da European Physical Society (EPS).
• American Physical Society, Membro 1988, Fellow 1990.

Posições

Professor de Física Quântica
Collège de France
jan/2001 - presente

Diretor do Departamento de Física
École Normale Supérieure
jan/1994 - jan/2000

Membro
Institut Universitaire de France
jan/1991 - jan/2001

Professor
Yale University
jan/1984 - jan/1993

Professor
École Normale Supérieure
jan/1982 - jan/2001

Professor Visitante
Universidade de Harvard
jan/1981 - presente

Cientista visitante
MIT (Cambridge)
jan/1979 - dez/1979

Professor de Física
Universidade Pierre & Marie Curie
jan/1975 - jan/2001

Docente
École Polytechnique
jan/1973 - jan/1984

Associado de Pesquisa Sênior
CNRS
jan/1973 - jan/1975

Visiting scholar
Universidade de Stanford
jan/1972 - jan/1979

Pesquisador
CNRS
jan/1971 - jan/1973

Associado de Pesquisa
CNRS
jan/1967 - jan/1971

Prêmios

Medalhas

Michelson Medalha - Instituto Franklin da Filadélfia - jan/1993

Medalha de Ouro - CNRS - jan/2009

Prêmios

Prêmio Aimé Cotton - Société Française de Physique - jan/1971

Grand Prix de Physique Jean Ricard - Société Française de Physique - jan/1983

Einstein Prize for Laser Science - Industrial and University Research Affiliates - jan/1988

Humboldt Award, - Humboldt-Universität Berlin - jan/1992

Prêmio Tomassoni - Universidade La Sapienza - jan/2001

Prêmio Eletrônica Quântica - Sociedade Européia de Física - jan/2002

Prêmio Charles Hard Townes - Optical Society of America - jan/2007

Gra-Cruz - Ordem Nacional do Mérito Científico - jan/2007

Herbert Walther Prêmio - Sociedade Alemã de Físicos - jan/2010

Publicações Selecionadas

RAIMOND, J.-M., HAROCHE, S. . Observing he progressive decoherence of the “meter” in a quantum measurement. Phys. Rev. Lett. vol. 77, p. 4887 - 1996

BRUNE, M. , HAROCHE, S., RAMOND, J.-M. and DAVIDOVICH, L. 1992. Manipulation of photons in a cavity by dispersive atom-field coupling: quantum non-demolition measurements and generation of Schrödinger cat states. Phys. Rev. A vol. 45, p. 5193 -

NOGUES, G. , RAUSCHENBEUTEL, A. , RAIMOND, J.-M. and HAROCHE, S. 1999. Seeing a single photon without destroying it. Nature vol. 400, p. 239 -

RAUSCHENBEUTEL, A. , RAIMOND, J.-M. and HAROCHE, S. 2000. “Step by step engineered multiparticle entanglement” Science vol. 288, p. 2024 -

HAROCHE, S. 2001. Colloquium: manipulating quantum entanglement with atoms and photons in a cavity. Rev. Mod. Phys. vol. 73, p. 565 -

DELEGLISE, S., BUSK HOFF, U., RAIMOND, J.-M., HAROCHE, S. 2007. Quantum jumps of light recording the birth and death of a photon in a cavity. Nature vol. 446, p. 297 -