Química cuántica polaritónica: desde la QED ab initio hasta el control de la materia con luz.
mañana - Aula Magna - 14:30hs
La química cuántica polaritónica es un campo interdisciplinario que fusiona conceptos de la química cuántica, la óptica cuántica y la física de la materia condensada. Este paradigma permite el control de procesos químicos mediante la interacción fuerte (SC) y ultra fuerte (USC) entre la luz confinada en cavidades y la materia [1-3]. En éste régimen de acoplamiento, surgen los polaritones, cuasipartículas bosónicas fundamentales [4]. En este seminario presentaré una revisión de los fundamentos teóricos y experimentales de este fascinante campo [5-7], discutiendo implementaciones exitosas de cavidades [8-10]. Luego, derivaré el Hamiltoniano de Pauli-Fierz, desde primeros principios de la electrodinámica cuántica (QED) y demostraré su conexión con modelos cuántico-ópticos estándar (como Rabi y Jaynes-Cummings) [2], discutiendo en detalle las aproximaciones matemáticas involucradas y cómo impactan en la interpretación física de los sistemas [11-13]. Para finalizar, expondré las perspectivas futuras de este campo emergente, destacando los principales desafíos abiertos.
Presentador: Ing. Martin Mendez
Director: Dr. Federico M. Pont
Referencias
[1] A. Frisk Kockum, et. al., Nat. Rev. Phys. 1, 19 (2019). [2] M. Ruggenthaler, et. al., Chem. Rev., 123, 11191 (2023). [3] A. Mandal, et. al., Chem. Rev. 123, 9786 (2023). [4] R. Thompson, et.al., Phys. Rev. Lett. 68,1132 (1992). [5] K. M. Birnbaum, et.al., Nat. 436, 87 (2005). [6] J. Galego, et. al., Nat. Com., 7, 13841 (2016). [7] F. J. Garcia-Vidal, et. al., Science. 373, eabd0336 (2021) [8] T. Zhong, et. al., Phys. Rev. Lett. 121, 183603 (2018). [9] M. Teller, et. al., AVS Quan. Science 5 (2023). [10] F. Tay, A. Mojibpour, et al., Nat. Comm. 16, 3603 (2025). [11] V. Rokaj, et. al., Jour. Phys. B, 51, 034005, (2018). [12] C. Schäfer, et. al., ACS Phot. 7, 975, (2020). [13] A. Baydin, et. al., Opt. Mat. Exp. 15, 1833, (2025).