Carlos Stroud

Carlos Ray Stroud, Jr. (nacido el 9 de julio de 1942 en Owensboro, KY ) es un físico y educador estadounidense. Trabajando en el campo de la óptica cuántica , Stroud ha llevado a cabo estudios teóricos y experimentales en la mayoría de las áreas del campo desde sus inicios a fines de la década de 1960, estudiando los fundamentos de la mecánica cuántica de los átomos y la luz y su interacción. Es autor de más de 140 artículos revisados ​​por pares y ha editado siete libros. Es miembro de la American Physical Society y de la Optical Society of America , así como profesor itinerante distinguido de la División de Ciencia Láser de la American Physical Society. En este último puesto, viaja a universidades más pequeñas dando coloquios y conferencias públicas.

Carlos Stroud creció en Kentucky y se graduó en el Centre College en 1963, con títulos en matemáticas y física. En 1969 obtuvo un doctorado en física en la Universidad de Washington en St. Louis , bajo la tutoría de ET Jaynes , con la tesis titulada Teoría de la radiación cuántica y semiclásica . En 1969, Stroud se unió a la facultad del Instituto de Óptica de la Universidad de Rochester . A lo largo de sus 50 años de carrera en la Universidad de Rochester, el profesor Stroud impartió cursos de pregrado y posgrado en física general y cuántica y óptica, al tiempo que realizaba investigaciones pioneras en varias áreas de la óptica cuántica, graduando 30 doctorados. Fue nombrado profesor de óptica en 1984 y profesor de física y astronomía en 1991.

En 2004, Stroud recopiló y editó A Jewel in the Crown: Essays in Honor of the 75th Anniversary of the Institute of Optics , una compilación de 75 ensayos sobre la historia del Instituto de Óptica de la Universidad de Rochester (19 de los ensayos fueron escritos o coescritos por el propio Stroud). En 2019, Stroud y Gina Kern coeditaron A Jewel in the Crown II: Essays in Honor of the 90th Anniversary of the Institute of Optics . Por sus contribuciones en la recopilación y documentación de la historia del Instituto de Óptica, al jubilarse el 1 de julio de 2019, Stroud fue nombrado profesor emérito de óptica e historiador de la óptica.

Poco después de incorporarse a la facultad del Instituto de Óptica de la Universidad de Rochester, Stroud colaboró ​​con Michael Hercher, desarrollando el primer láser de colorante sintonizable monomodo y utilizándolo para estudiar su interacción con átomos de sodio en un haz atómico. Este trabajo produjo una serie de experimentos innovadores, incluido el estudio de la estructura hiperfina de las líneas D, el aislamiento de una resonancia cerrada de dos niveles, el ensanchamiento de potencia y la fluorescencia de resonancia en este sistema. Esta primera observación de las bandas laterales de Mollow en la fluorescencia de resonancia fue fundamental para comprender la naturaleza de las correlaciones cuánticas en un sistema de dos niveles bombeado coherentemente . ^[1] Los grupos del MIT y del Instituto Max Planck en Garching también competían por ser los primeros en observar este espectro, y de hecho confirmaron los resultados iniciales.

Estas observaciones experimentales fueron seguidas pronto por estudios de dos láseres de sistemas cuánticos de tres niveles. Se realizó el primer estudio de onda continua del efecto Autler-Townes y el primer estudio experimental de la resonancia extremadamente aguda asociada con el atrapamiento de población coherente. ^[2] Esta observación condujo al desarrollo posterior de la transparencia inducida electromagnéticamente por Harris y otros, ^[3] así como el Paso Adiabático Raman Estimulado (STIRAP). ^[4]  Estos estudios experimentales pioneros fueron acompañados por artículos teóricos que proporcionaban los conceptos y modelos subyacentes, e introducían gran parte de la terminología estándar de los campos, incluyendo "lambda", "v" y "cascada" para describir configuraciones de tres niveles, "atrapamiento de población coherente", así como la introducción, con Cohen-Tannoudji , de la base de estado vestido para la fluorescencia de resonancia y los estudios de Autler-Townes.

En una serie de unos 50 artículos desde principios de los años 1980 hasta bien entrados los años 2000, el grupo de Stroud estudió la producción y evolución de paquetes de ondas de electrones localizados espacialmente compuestos por superposiciones de estados atómicos de Rydberg . Estos estados son bastante clásicos en su comportamiento, viajando varias órbitas alrededor del núcleo como sistemas keplerianos efectivos, pero después de unas pocas órbitas los paquetes demuestran su naturaleza cuántica al sufrir desintegraciones, reanimaciones y reanimaciones fraccionarias. En una reanimación fraccionaria el paquete de ondas inicial se divide en un conjunto de paquetes de ondas más pequeños que se mueven en la órbita clásica. Parker y Stroud ^[5] fueron los primeros en predecir estas reanimaciones fraccionarias, que luego fueron observadas por Yeazell y Stroud. ^[6]  Toda esta serie de estudios mostró cómo un sistema cuántico podría ser manipulado de una manera muy controlada para mostrar alternativamente características clásicas y cuánticas durante una evolución temporal compleja. Se podría hacer que un solo electrón interfiera consigo mismo para exhibir franjas de interferencia, o para moverse como una partícula clásica localizada. Mediante la aplicación de campos Stark y pulsos de medio ciclo de THz, los electrones podrían incluso oscilar, mientras se localizan a lo largo de una órbita lineal de unos 1000 Angstroms de longitud.

• Una joya en la corona , University of Rochester Press, Rochester, NY (2004). ( ISBN  978-1580461627 )
• Una joya en la corona II: ensayos en honor al 90.º aniversario del Instituto de Óptica , editores G. Kern y CR Stroud, Jr. (Meliora Press, Universidad de Rochester, agosto de 2019).
• CR Stroud, Jr. y ET Jaynes, Soluciones a largo plazo en la teoría de la radiación semiclásica , Physical Review A, 1 106–121 (1970). doi :10.1103/PhysRevA.1.106
• CR Stroud, Jr., Tratamiento electrodinámico cuántico de la emisión espontánea en presencia de un campo aplicado , Physical Review A, 3 1044–1052 (1971). doi :10.1103/PhysRevA.3.1044
• CR Stroud, Jr., JH Eberly, WL Lama y L. Mandel, Efectos superradiantes en sistemas de átomos de dos niveles , Physical Review A, 5 1094–1104 (1972). doi :10.1103/PhysRevA.5.1094
• F. Schuda, CR Stroud, Jr. y M. Hercher, Observación del efecto resonante de Stark en frecuencias ópticas , Journal of Physics B 7 L198-L202 (1974). doi :10.1088/0022-3700/7/7/002
• RM Whitley y CR Stroud, Jr., Resonancia óptica doble , Physical Review A 14 1498–1513 (1976). doi :10.1103/PhysRevA.14.1498
• HR Gray, RM Whitley y CR Stroud, Jr., Atrapamiento coherente de poblaciones atómicas , Optics Letters 3 218–220 (1978). doi :10.1364/OL.3.000218
• HR Gray y CR Stroud, Jr., Efecto Autler-Townes en resonancia óptica doble , Optics Communications, 25 359–362 (1978). doi :10.1016/0030-4018(78)90146-3
• DA Cardimona, MG Raymer y CR Stroud, Jr., Interferencia cuántica en estado estacionario en fluorescencia de resonancia , Journal of Physics B, 15 55–64 (1982). doi :10.1088/0022-3700/15/1/012
• LW Hillman, RW Boyd, J. Krasinski y CR Stroud, Jr., Observación de un agujero espectral debido a oscilaciones de población en una línea de absorción óptica homogéneamente ensanchada , Optics Communications, 45 416–419 (1983). doi :10.1016/0030-4018(83)90303-6
• J. Parker y CR Stroud, Jr., Coherencia y decaimiento de los paquetes de ondas de Rydberg , Physical Review Letters, 56 716–719 (1986). doi :10.1103/PhysRevLett.56.716
• JA Yeazell y CR Stroud, Jr., Observación de paquetes de ondas electrónicas atómicas localizados espacialmente , Physical Review Letters, 60 1494–1497 (1988). doi :10.1103/PhysRevLett.60.1494
• JA Yeazell, M. Mallalieu, J. Parker y CR Stroud, Jr., Movimiento periódico clásico de paquetes de ondas de electrones atómicos , Physical Review A, 40 5040–5043 (1989). doi :10.1103/PhysRevA.40.5040
• JA Yeazell, M. Mallalieu y CR Stroud, Jr., Observación del colapso y la reactivación de un paquete de ondas electrónicas de Rydberg , Physical Review Letters, 64 2007–2010 (1990). doi :10.1103/PhysRevLett.64.2007
• ZD Gaeta y CR Stroud, Jr., Dinámica clásica y mecánico-cuántica de un estado cuasiclásico del átomo de hidrógeno , Physical Review A, 42 6308–6313 (1990). doi :10.1103/PhysRevA.42.6308
• JA Yeazell y CR Stroud, Jr., Observación de reavivamientos fraccionarios en la evolución de un paquete de ondas atómicas de Rydberg , Physical Review A, 43 5153–5156 (1991). doi :10.1103/PhysRevA.43.5153
• MW Noel y CR Stroud, Jr., Interferometría de doble rendija de Young dentro de un átomo , Physical Review Letters, 75 1252–1255 (1995). doi :10.1103/PhysRevLett.75.1252
• MW Noel y CR Stroud, Jr., Excitación de un electrón atómico a una superposición coherente de estados macroscópicamente distintos , Physical Review Letters, 77 1913–1916 (1996). doi :10.1103/PhysRevLett.77.1913
• DL Aronstein y CR Stroud, Jr., Reactivaciones de funciones de onda fraccionales en el pozo cuadrado infinito , Physical Review A, 55 4526–4537 (1997). doi :10.1103/PhysRevA.55.4526
• J. Bromage y CR Stroud, Jr., Excitación de un paquete de ondas electrónicas atómicas localizado tridimensionalmente , Physical Review Letters, 83 4963–4966 (1999). doi :10.1103/PhysRevLett.83.4963
• SG Lukishova, LJ Bissell, J. Winkler y CR Stroud, Jr., Resonancia en fluorescencia de puntos cuánticos en un cristal líquido fotónico con banda prohibida , Optics Letters 37, 1259–1261 (2012). doi :10.1364/OL.37.001259

• Página de inicio de Carlos Stroud en la Universidad de Rochester (Escuela Hajim de Ingeniería y Ciencias Aplicadas)
• Página de inicio de Carlos Stroud en la Universidad de Rochester (Departamento de Física y Astronomía)