gİRİŞAlfabetik Ödüllü kişi arama
Claude Cohen-Tannoudji
Konstantin, Cezayir, Fransa'nın bir parçası oldu, 1 Nisan 1933 tarihinde doğdu. Engizisyon sırasında İspanya kaçtı sonra 16. yüzyıldan sonra Cezayir, Tunus yerleşmiş ve orijinal Tanca Ailem,. Aslında, adı, Cohen-Tannoudji, sadece Tangiers Cohen ailesi anlamına gelir. Cezayir 1830 yılında bir Fransız sömürgesi olduktan sonra Cezayirli Yahudiler 1870 yılında Fransız vatandaşlığını elde.
Annem ve babam mütevazı bir hayat yaşadı ve ana kaygısı, çocuklarının eğitimi. Babam, kendi kendini yetiştirmiş bir adamdı ama sadece Kutsal Kitap ve talmud metinler için büyük bir entelektüel merak vardı, ama aynı zamanda felsefe, psikanaliz ve tarih. O tartışma, tartışma, çalışmalar için onun tadı bana geçti ve o Yahudi geleneğinin temel özellikleri olarak kabul ne öğretti, eğitim, öğrenme ve başkaları ile bilgi paylaşımı.
Bir çocuk gibi, ben bu yüzyıla damgasını trajik olaylar kaçmak için çok şanslıydım. 1942 Kasım ayında Cezayir'de Amerikalıların gelişi, Nazi zulüm zamanda Avrupa'da yayılan bizi kurtardı. Cezayir'de ilköğretim ve lise öğrenimini tamamladı. Ve ben de Cezayir savaşı ve bağımsızlık öncesinde fırtınalı bir süre önce, 1953 yılında, çok iyi şartlarda lise bitirmek ve Cezayir Paris için terk etmek kadar şanslıydım.
Ecole Normale Superieure kabul edildi çünkü Paris'e geldi. Fransız Devrimi sırasında yaklaşık 200 yıl önce kurulan bu Fransız "grande école", seçici final sınavı iyi lise öğrencileri seçer. Bu okulda dört yıl, 1953 1957, gerçekten benim için eşsiz bir deneyim idi. İlk yıl boyunca, Alfred Kastler tarafından fizik, matematik Henri Cartan ve Laurent Schwartz tarafından verilen bir dizi ilginç dersler katıldı. Başlangıçta, ben fizik için değişen sona erdiğini, matematik daha fazla ilgi, ancak Kastler derslerine çok uyarıcı idi ve onun kişiliğinin bu kadar çekici.
1955 yılında, ben, benim "diploma" iş yapmak için Kastler grubuna katıldı, grubun çok küçüktü. Kastler ilk öğrencilerini biri, Jean Brossel, MIT, dört yıl önce dönmüştü Francis Acı ile araştırma çalışmaları yapmış, Jacques Emile Blamont ve Jacques Michel Kış tez çalışması ilgilendi.
Biz küçük bir grup vardı, ancak araştırma için olağanüstü bir coşku ve biz çok çalıştık. Brossel ve Kastler hafta sonları bile, laboratuvar neredeyse gece ve gündüz. Biz deney sonuçları nasıl yorumlamak için sonsuz tartışmalar vardı. Zamanda, ekipman, oldukça zayıf ve ne bilgisayarlar, kaydediciler ve sinyal averagers olmadan yaptım. Biz bir galvanometre, her bir eğri beş kat ile rezonans eğrileri nokta nokta ölçülür ve daha sonra elle ortalama. Biz, her nasılsa, güzel eğrileri ve heyecan verici sonuçlar elde etmek mümkün. Ben kesinlikle bunun önemli bir rolü vardı o dönemde öğrendim, sonraki araştırma çalışmaları ve Alfred Kastler ve Jean Brossel gibi önemli kişilikleri için gerekli olduğunu düşünüyorum.
Anatole Abragam tarafından NMR ve Claude Bloch nükleer fizik, kuantum mekaniği Albert Mesih tarafından Saclay verilen yeni dersler katılmak için, haftada bir kez birlikte gidiyordu. Ben hala bu ders uyarıcı bir atmosfer hatırlıyorum.
1955 yılı yaz aylarında, ben de Alpler'in en ünlü Les Houches yaz okulu az iki ay geçirdi. Bu okul, Fransa'da teorik fiziğin gelişmesine büyük ölçüde katkıda bulunmuştur. O zaman, okul, iki ay boyunca, günde yaklaşık altı ders modern fizik ile yoğun bir eğitim sunulan ve hocalar J. Schwinger, N. Ramsey, G. Uhlenbeck taradında, W. Pauli, A. Abragam, A. Mesih, C. Bloch ... birkaç söz.
"Diploma" çalışmaları bittikten sonra, hala bir öğrenci olarak Ecole Normale ayrılmadan önce "agregation" final sınavı geçmek zorunda kaldı. "Agregation" yüksek okullarında öğretim mesajları için rekabetçi bir sınavdır. Hazırlık teorik ve uygulamalı derslerin yanı sıra bazı pedagojik eğitim oluşur. Diğer öğrencilerin katıldığı bir konferans ve bir profesör ve sonra vermek, genel tartışma ve yapıcı eleştiri ders mükemmelleştirmek görünümünde bir an vardır. Kastler, hatırladığım kadarıyla, pedagojik eğitim katılmış ve konferans düzenlemek ve sunmak için nasıl o bize öğretti.
Eh, bu kez hakkında Jacqueline araya geldi 1958 yılında eşim oldu. Bana hayatın bütün zor ve mutlu kez paylaştı. O, lise fizik ve kimya öğretmeni olarak kendi kariyeri için üç çocuk Alain, Joëlle ve Michel yükseltmek için, günlük yaşamın bir araştırmacı, bazen çok zor ve zorlu olabilir parçası olmuştur. Biz vardı, pek çok aile trajedisi payı ve bizim en büyük oğlu Alain kaybetme hepimiz için büyük bir talihsizlik oldu. Alain, 34 yaşında, uzun bir hastalık, 1993 yılında öldü.
"Agregation" sonra, Ecole Normale sol ve Cezayir savaşı nedeniyle çok uzun (28 ay) askerlik yaptım. Ben olsa da, Jacques Emile Blamont gözetiminde bilimsel bir bölümü için zaman atanan parçası oldu. Biz, gün batımında sodyum bulutlar serbest roketler üst atmosferde eğitim vardı. Floresan ışığı güneş ışığı tarafından heyecan sodyum atomları tarafından reemitted bakarak, rüzgar hızı veya sıcaklık gibi çeşitli parametreler yüksekliği ile varyasyonları ölçmek için mümkün oldu.
Daha sonra, 1960 başlarında, bir doktora yapmak için laboratuvara geri geldi CNRS (Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi) bir araştırma yazısı ile Alfred Kastler ve Jean Brossel gözetiminde. Laboratuvar sonra genişletilmiş oldu. Bernard Cagnac optik pompalama çevrimi için bir ana denklemi elde etmek için, cıva tek izotopların optik pompalama ve Jean-Pierre Barrat çalışıyordu tezini bitirme ve off-köşegen elemanlarının fiziğini anlamak için yoğunluğu matris (sözde atom "coherences"). Hesaplamaları çeşitli Zeeman alt düzlemlere, tuhaf bir fenomen için biz de beklemiyorduk "hafif kaymalar" varlığını öngördü. Ben bu etkiyi görmeye çalışalım karar verdi. Cagnac onun deneysel Noel tatillerinde kurmak ve ben hatırlıyorum, 1960 Noel arifesinde ilk deneysel kanıt elde beni bıraktı. Ben çok heyecanlandım, Kastler ve Brossel hem de gerçekten çok mutlu olduk. Kastler, deşarj lambası gelen ışık tarafından üretilen bu yana etkisi "Lamba shift" denir. Günümüzde, ışık kayması veya A.Ç. denir Stark, vardiya. Ayrıntılı hesaplamalar, özellikle optik pompalama döngüsü sırasında Zeeman coherences korunması diğer bazı tahminler kontrol etmek için kurulmuş bir yeni deneysel inşa etti. Ben doktora teslim 1962 Aralık ayında. Komite üyeleri Brossel Jean Pierre Jacquinot Alfred Kastler ve Jacques Yvon.
Benim doktora kısa bir süre sonra Alfred Kastler Paris Üniversitesi'nde bir öğretim konumunu kabul etmek beni çağırdı. Ben onun tavsiyelerini takip ve lisans düzeyinde öğretmeye başladı. Esnek bir program ile bir lisansüstü düzeyde öğretim oluşan sözde "troisième döngüsü" hakkında bu zamanda, üniversite sisteminde yeni bir reform vardı. Jean Brossel kuantum mekaniğinin öğretmek için bana sordu. O atom fiziği, Alfred Kastler ve Jacques Yvon istatistik fizik, Pierre Aigrain ve Pierre-Gilles de Gennes katı hal fiziği öğretiyordu.
Biz bu dersler katılıyor Ecole Normale en iyi öğrenciler vardı, bu yüzden her yıl yeni bir öğrenci bir yüksek lisans tezi veya doktora katılmak ve yapılacak olacak küçük bir grup kurdu 1967 yılında, ben daha düşük bir seviyede (ikinci çevrim) kuantum mekaniğinin öğretilmesi istendi. Bu kitap, "Kuantum Mekaniği" Bu öğretim deneyimi kökenli ve Franck Laloë ve Bernard Diu ile işbirliği yapıldı.
Pertürbatif tedaviler artık geçerli olmayan yüksek yoğunluklu sınırı Anlama atom-foton etkileşimleri araştırma grubunun temel amaçlarından biriydi. Bu bize bir gerçek enerji seviyeleri olan bir zaman bağımsız Hamiltonyenin tarafından açıklanan küresel bir izole sistem olarak "atom + fotonlar" sistemi gördüğü bu sorunlara yeni bir yaklaşım geliştirmek için yol açtı. Biz böyle bir sistem "giyimli atom" denir. Böyle bir yaklaşım, kullanılan elektromanyetik alanın kuantum açıklaması atom fizik karşılaşılan en fiziksel etkileri yorumlamak için gerekli olmamasına rağmen, giyinmiş atom yaklaşım atom foton etkileşimleri yeni fiziksel anlayışlar sağlamada çok yararlı olduğu ortaya çıktı. Bu enerji diyagramı nasıl değiştirdiğini inceleyerek standart yarı-klasik yöntemlerle tahmin etmek zor fiziksel etkileri, giyinmiş atom enerji diyagramı açıkça görünen fotonların sayısı artar. Nicole Polonsky, Serge Haroche Jacques Dupont-Roc, Claire Landré, Gilbert Grynberg, Maryvonne Ledourneuf, Claude Fabre tez üzerinde çalışırken, ilk radyo-frekans aralığı giyinmiş atom yaklaşım tanıttı. Tahmin edilen ve gözlenen yeni efektler Bir değişiklik, ve hatta bir atomik düzeyde yoğun, yüksek frekanslı radyo frekans alanı ile etkileşim Lande faktörü iptal edildi. Bu etki ters işareti olması dışında elektron spin g-2 anomali ile bazı benzerlik sunar: elektron spin faktör tarafından geliştirilmiş ise, atomik düzeyde theg faktör RF fotonların sanal emilimi ve reemission azalır ışınımsal düzeltmeler.
Vakum dalgalanmaları ve radyasyon reaksiyonu ilgili katkıları içeren yeni fiziksel resimleri önermek, (Jacques Dupont-Roc ve Jean Dalibard), yıllar sonra, biz bu değişimin işareti yorumlanması çabalarının bir çok adamış ve bu bize açtı. Ve bu devam ederken, biz her zaman g-2 anomali fiziksel yorumunda ilgi Victor Weisskopf ile çok uyarıcı bazı tartışmalar vardı.
Giyinmiş atom yaklaşım aynı zamanda optik etki alanında çok yararlı olmuştur. Spontan emisyon amortisör mekanizma olarak ve floresan fotonların bir kaynak olarak önemli bir rol oynar. Serge Reynaud ve ben bu yaklaşım yoğun rezonans lazer ışını rezonans floresans yorumlanması için başvurmuştur. Yeni fiziksel resimler, öngörü ve hız bağımlı ışık vardiya Doppler etkisi bir tazminat kaynaklanan yeni Doppler ücretsiz hatları gözlem, Mollow üçüz ve zayıf bir prob ışın soğurma spektrumu verilmiştir. Giyinmiş atom ışınımsal kaskad resim de foton korelasyon ve foton antibunching yeni bakış açıları sağlamıştır. Yeni tip Mollow üçlü iki yan yayılan fotonlar arasındaki zaman korelasyon bu şekilde tahmin ve Alain Aspect'in ile işbirliği içinde, Institut d'Orsay optique deneysel olarak gözlemlenmiştir.
Bilim hayatımda önemli bir olay 1973 yılında Collège de France'da profesör olarak atanması olmuştur. Collège de France, o zaman, çok skolastik ve sadece Latin ve teoloji öğretildi Sorbonne etkisini dengelemek için, Kral François I tarafından 1530 yılında oluşturulan çok özel bir kurumdur. Kral tarafından atanan ilk İbranice 3 öğretim üyesi, 2 ve 1 Yunan Matematik. Bu kurum, esnekliği için tanınmış, bu güne kadar, bütün devrimler ve kalıntılar atlattı. Bugün tüm konularda 52 profesör ve konferanslar, hiçbir kayıt ve verilen herhangi bir derece için herkese açık. Biz profesörlerin ders konuları seçmekte serbestsiniz. Tek kural bu dersler çok zor ve zorlu, her yıl değişim ve farklı konular ile ilgilenmek zorundadır. Ancak, bu bir yeni alanlar keşfetmek ve kendine meydan okumak için, bir bilgi genişletmek için çağırdı, çünkü, çok uyarır. Hiç şüphe yok ki böyle bir çaba olmadan benim araştırma grubu tarafından incelenmiştir araştırma hatları birçok başlatan yok olacağını. Collège de France benim randevu kökeni Anatole Abragam çok minnettarım. Bu öğretim deneyimi Bölüm Jacques Dupont-Roc ve Gilbert Grynberg ile yazılmış iki kitap, kuantum elektrodinamik ve kuantum optik teşvik etti.
1980'lerin başında, ben ışınımsal kuvvetleri, o zaman çok yeni bir alan üzerine ders vermek üzere seçti. Ben de bir lazer dalga atom hareket yorumlanması giyinmiş atom yaklaşımı uygulamak için Serge Reynaud, Hıristiyan Tanguy ve Jean Dalibard çalışıyordu. Yeni fikirler, özellikle de bu tür bir analiz ile ilgili ortaya çıkan, ortalama değer, flucalations ve giymiş devlet enerjilerin ve spontan giymiş bu devletler arasındaki geçişler mekansal degradelerin açısından dipol kuvvetleri hız bağımlılığı yorumlanması.
1984 yılında Collège de France, benim laboratuvar için Ön Müdürü pozisyonu için birini tayin imkanı verildiği zaman, ben Alain Aspect'in sunulan ve daha sonra onu Jean Dalibard, şekillendirme yeni bir bana katılmak için davet lazer soğutma ve yakalama deney grubu. Bir yıl sonra geri döndü Jan Hall Jila bir doktora sonrası konaklama Christophe Salomon, bizim gruba katılmak için karar verdi. Bu bizim için çok heyecan verici yeni bir bilimsel bir dönemdi. Biz yeni bir soğutma mekanizması, yüksek yoğunluklu lazer duran dalga giymiş devlet enerjilerin, mekansal modülasyon ve mekansal modülasyon giyinmiş devletler arasında spontan oranları arasında bir korelasyon kaynaklanan giyinmiş atom yaklaşım ve tarafından önerilen araştırmaya başladı. Bu korelasyonlar bir sonucu olarak, hareketli atom daha sık aşağı potansiyel tepelere kadar çalışıyor. Kırmızı detuning gerektiren Doppler pekmez ne olur aykırı soğutma lazerler, mavi bir detuning için görünür, çünkü ilk kez böyle bir plan "mavi pekmez uyarılmış" denir. Aslında, bu yeni düzeni "Sisifos soğutma", 1986 yılında tanıtılan bir mezhep ne denir ilk yüksek yoğunluklu sürümü oldu. Biz de kısa bir süre duran dalga düğümleri veya antinode atomların kanalize sonra gözlenen. Bu optik dalga boyu boyutlu bölgelerinde nötr atomları lazer hapsi ilk gösteri oldu.
Birkaç yıl sonra, 1988 yılında, alt-Doppler sıcaklıklarda Bill Phillips, bizimle işbirliği olmuştu gözlendi zaman, biz, bu tür anormal düşük bir açıklama bulmak için optik pompalama, hafif kaymalar ve giyinmiş atomların bir arka plan ile hazırlanmıştır. sıcaklıkları. Aslında, onlar Sisifos soğutma henüz başka bir (düşük yoğunluklu) sürümü kaynaklanan edildi. Steve Chu ve arkadaşları tarafından benzer sonuçlara ulaşılmıştır. Aynı zamanda, Alain Aspect ve Ennio Arimondo, lazer soğutma yakalama tutarlı nüfus uygulanması olasılığı ile keşfetmek. Böyle bir kuantum girişim etkisi hızı seçici yaparak, özellikle emici veya tek bir foton yayan bir atomun geri tepme kinetik enerji geri tepme sınırın altına karşılık gelen atomlar serin bir alt sınırı ile yeni bir soğutma şeması göstermek mümkün. Bu heyecan verici gelişmeler bile microKelvin ve lazer soğutma nanoKelvin aralığı açıldı ve birçok yeni uygulamalar başarı ile keşfedilmeyi izin verdi.
Bu tanıtımı takip Nobel konuşmasını konu olduğu için, bu uygulamalar burada açıklanan olmayacaktır. Burada amaç, bilimsel güzergah bir fikir vermek için sadece bana böyle büyük bir macera yaşamak yardımcı olan herkese şükranlarımı sunuyorum: ailem, öğretmenler, benim öğrencilerim ve tüm dünyada, meslektaşlarına.
Ben Nobel konuşmasını benim oğlum Alain anısına adamak.
Les Prix Nobel. Nobel Ödülleri 1997, Editör Frängsmyr, [Nobel Vakfı], Stockholm, 1998 Tore
Bu otobiyografi / biyografi ödülü zamanda yazılmış ve daha sonra kitap serisi Les Prix Nobel / Nobel Ders Verme yayımlandı. Bu bilgiler bazen Laureate tarafından sunulan bir zeyilname ile güncellenir.
I was born on April 1, 1933 in Constantine, Algeria, which was then part of France. My family, originally from Tangier, settled in Tunisia and then in Algeria in the 16th century after having fled Spain during the Inquisition. In fact, our name, Cohen-Tannoudji, means simply the Cohen family from Tangiers. The Algerian Jews obtained the French citizenship in 1870 after Algeria became a French colony in 1830.
My parents lived a modest life and their main concern was the education of their children. My father was a self-taught man but had a great intellectual curiosity, not only for biblical and talmudic texts, but also for philosophy, psychoanalysis and history. He passed on to me his taste for studies, for discussion, for debate, and he taught me what I regard as being the fundamental features of the Jewish tradition - studying, learning and sharing knowledge with others.
As a child, I was very lucky to escape the tragic events which marked this century. The arrival of the Americans in Algeria, in November of 1942, saved us from the nazi persecutions that were spreading throughout Europe at the time. I completed my primary and secondary school education in Algiers. And I was also lucky enough to finish high school in very good conditions and to leave Algiers for Paris, in 1953, before the war in Algeria and the stormy period that preceded the independence.
I came to Paris because I was admitted to the Ecole Normale Supérieure. This French "grande école", founded during the French Revolution about 200 years ago, selects the top high school students who do well in the selective final examination. The four years at this school, from 1953 to 1957, were indeed a unique experience for me. During the first year, I attended a series of fascinating lectures in mathematics given by Henri Cartan and Laurent Schwartz, in physics by Alfred Kastler. Initially, I was more interested in mathematics but Kastler's lectures were so stimulating, and his personality so attractive, that I ended up changing to physics.
In 1955, when I joined Kastler's group to do my "diploma" work, the group was very small. One of Kastler's first students, Jean Brossel, who had returned four years before from M.I.T. where he had done research work with Francis Bitter, was supervising the thesis work of Jacques Emile Blamont and Jacques Michel Winter.
We were a small group, but the enthusiasm for research was exceptional and we worked hard. Brossel and Kastler were in the lab nearly day and night, even on weekends. We had endless discussions on how to interpret our experimental results. At the time, the equipment was rather poor and we did what we could without computers, recorders and signal averagers. We measured resonance curves point by point with a galvanometer, each curve five times, and then averaged by hand. We were, somehow, able to get nice curves and exciting results. I think that what I learned during that period was essential for my subsequent research work and key personalities such as Alfred Kastler and Jean Brossel certainly had a significant role in it.
We were going together, once a week, to attend the new lectures given in Saclay by Albert Messiah on quantum mechanics, by Anatole Abragam on NMR and by Claude Bloch on nuclear physics. I can still remember the stimulating atmosphere of these lectures.
During the summer of 1955, I also spent two months at the famous Les Houches summer school in the Alps. This school has contributed largely to the development of theoretical physics in France. At that time, the school offered an intense training in modern physics with about six lectures a day, for two months, and the lecturers were J. Schwinger, N. Ramsey, G. Uhlenbeck, W. Pauli, A. Abragam, A. Messiah, C. Bloch... to mention a few.
After finishing my "diploma" studies, I still had to get through the final examination "Agrégation" before leaving Ecole Normale as a student. The "Agrégation" is a competitive examination for teaching posts in high schools. The preparation consists of theoretical and experimental courses as well as some pedagogical training. You give a lecture attended by other students and a professor and after, there is a moment of general debate and constructive criticism in view of perfecting your lecture. Kastler, I remember, participated in the pedagogical training and he taught us how to organize and present our lecture.
Well, about this time I met Jacqueline who became my wife in 1958. She has shared with me all the difficult and happy times of life. She has been able to pursue her own career as a high school physics and chemistry teacher, to raise our three children Alain, Joëlle and Michel, to be part of the daily life of a researcher which can sometimes be very difficult and demanding. We have had, as many, our share of family tragedy and losing our oldest son Alain was a great misfortune to us all. Alain died in 1993, of a long illness, at the age of 34.
After the "Agrégation", I left the Ecole Normale and did my military service which was very long (28 months) because of the Algeria war. I was, though, assigned part of the time to a scientific department supervised by Jacques Emile Blamont. We were studying the upper atmosphere with rockets releasing sodium clouds at the sunset. By looking at the fluorescence light reemitted by the sodium atoms excited by the sunlight, it was possible to measure the variations with the altitude of various parameters such as the wind velocity or the temperature.
Then, in the beginning of 1960, I came back to the laboratory to do a Ph.D. under the supervision of Alfred Kastler and Jean Brossel with a research post at the CNRS (French National Center for Scientific Research). The lab had by then been expanded. Bernard Cagnac was finishing his thesis on the optical pumping of the odd isotopes of mercury and I was trying, with Jean-Pierre Barrat, to derive a master equation for the optical pumping cycle and to understand the physics of the off-diagonal elements of the density matrix (the so-called atomic "coherences"). Our calculations predicted the existence of "light shifts" for the various Zeeman sublevels, a curious phenomenon we did not expect at all. I decided to try to see this effect. Cagnac left me his experimental set up during Christmas vacations and I remember getting the first experimental evidence on Christmas Eve of 1960. I was very excited and both Kastler and Brossel were very happy indeed. Kastler called the effect the "Lamp shift", since it is produced by the light coming from a discharge lamp. Nowadays, it is called light shift or a.c. Stark shift. I built a new experimental set up to check in detail several other predictions of our calculations, especially the conservation of Zeeman coherences during the optical pumping cycle. I submitted my Ph.D. in December of 1962. The members of the committee were Jean Brossel, Pierre Jacquinot, Alfred Kastler and Jacques Yvon.
Shortly after my Ph.D. Alfred Kastler urged me to accept a teaching position at the University of Paris. I followed his advice and started to teach at the undergraduate level. At about this time, there was a new reform in the University system: the so-called "troisième cycle" that consisted of teaching a graduate level with a flexible program. Jean Brossel asked me to teach quantum mechanics. He was teaching atomic physics, Alfred Kastler and Jacques Yvon statistical physics, Pierre Aigrain and Pierre-Gilles de Gennes solid state physics.
We had the best students of the Ecole Normale attending these lectures, so I set up a small group where every year a new student would join in and do a post-graduate thesis or a Ph.D. In 1967, I was asked to teach quantum mechanics at a lower level (second cycle). The book "Quantum Mechanics" originated from this teaching experience and was done in collaboration with Franck Laloë and Bernard Diu.
Understanding atom-photon interactions in the high intensity limit where perturbative treatments are no longer valid was one of the main goals of our research group. This led us to develop a new approach to these problems where one considers the "atom + photons" system as a global isolated system described by a time-independent Hamiltonian having true energy levels. We called such a system the "dressed atom". Although the quantum description of the electromagnetic field used in such an approach is not essential to interpret most physical effects encountered in atomic physics, it turned out that the dressed atom approach was very useful in providing new physical insights into atom-photon interactions. New physical effects, which were difficult to predict by standard semiclassical methods, were appearing clearly in the energy diagram of the dressed atom when examining how this energy diagram changes when the number of photons increases. We first introduced the dressed atom approach in the radio-frequency range while Nicole Polonsky, Serge Haroche, Jacques Dupont-Roc, Claire Landré, Gilbert Grynberg, Maryvonne Ledourneuf, Claude Fabre were working on their thesis. One of the new effects which were predicted and observed was the modification, and even the cancellation of the Landé factor of an atomic level by interaction with an intense, high frequency radio-frequency field. This effect presents some analogy with the g-2 anomaly of the electron spin except that it has the opposite sign: theg-factor of the atomic level is reduced by virtual absorption and reemission of RF photons whereas the factor of the electron spin is enhanced by radiative corrections.
We devoted a lot of efforts to the interpretation of this change of sign and this led us, years later (with Jacques Dupont-Roc and Jean Dalibard), to propose new physical pictures involving the respective contributions of vacuum fluctuations and radiation reaction. And while this was going on, we had some very stimulating discussions with Victor Weisskopf who has always been interested in the physical interpretation of the g-2 anomaly.
The dressed atom approach has also been very useful in the optical domain. Spontaneous emission plays an important role as a damping mechanism and as a source of fluorescence photons. Serge Reynaud and I applied this approach to the interpretation of resonance fluorescence in intense resonant laser beams. New physical pictures were given for the Mollow triplet and for the absorption spectrum of a weak probe beam, with the prediction and the observation of new Doppler free lines resulting from a compensation of the Doppler effect by velocity dependent light shifts. The picture of the dressed atom radiative cascade also provided new insights into photon correlations and photon antibunching. New types of time correlations between the photons emitted in the two sidebands of the Mollow triplet were predicted in this way and observed experimentally at the Institut d'Optique in Orsay, in collaboration with Alain Aspect.
An important event in my scientific life has been my appointment as a Professor at the Collège de France in 1973. The Collège de France is a very special institution created in 1530, by King François I, to counterbalance the influence of the Sorbonne which was, at that time, too scholastic and where only latin and theology were taught. The first appointed by the King were 3 lecturers in Hebrew, 2 in Greek and 1 in Mathematics. This institution survived all revolutions and remains, to this day, reputed for its flexibility. Today there are 52 professors in all subjects, and lectures are open to all, for there is no registration and no degrees given. We professors are free to choose the topics of our lectures. The only rule is that these lectures must change and deal with different topics every year, which is very difficult and demanding. It is, however, very stimulating because this urges one to broaden one's knowledge, to explore new fields and to challenge oneself. No doubt that without such an effort I would not have started many of the research lines that have been explored by my research group. I am very grateful to Anatole Abragam who is at the origin of my appointment at the Collège de France. Part of this teaching experience incited the two books on quantum electrodynamics and quantum optics written with Jacques Dupont-Roc and Gilbert Grynberg.
In the early 1980s, I chose to lecture on radiative forces, a field which was very new at that time. I was also trying with Serge Reynaud, Christian Tanguy and Jean Dalibard to apply the dressed atom approach to the interpretation of atomic motion in a laser wave. New ideas were emerging from such an analysis related to, in particular, the interpretation of the mean value, the flucalations and the velocity dependence of dipole forces in terms of spatial gradients of dressed state energies and of spontaneous transitions between these dressed states.
When in 1984 I was given the possibility to appoint someone to the position of Associate Director for my laboratory, at the Collège de France, I offered the post to Alain Aspect and then invited him to join me in forming, with Jean Dalibard, a new experimental group on laser cooling and trapping. A year later, Christophe Salomon who came back from a postdoctoral stay in JILA with Jan Hall, decided to join our group. This was a new very exciting scientific period for us. We began to investigate a new cooling mechanism suggested by the dressed atom approach and that resulted from correlations between the spatial modulations of the dressed state energies in a high intensity laser standing wave and the spatial modulations of the spontaneous rates between the dressed states. As a result of these correlations, the moving atom is running up potential hills more frequently than down. We first called such a scheme "stimulated blue molasses" because it appears for a blue detuning of the cooling lasers, contrary to what happens for Doppler molasses which require a red detuning. In fact, this new scheme was the first high intensity version of what is called now "Sisyphus cooling", a denomination that we introduced in 1986. We also observed, shortly after, the channeling of atoms at the nodes or antinodes of a standing wave. This was the first demonstration of laser confinement of neutral atoms in optical-wavelength-size regions.
A few years later, in 1988, when sub-Doppler temperatures were observed by Bill Phillips, who had been collaborating with us, we were prepared with our background in optical pumping, light shifts and dressed atoms, to find the explanation of such anomalous low temperatures. In fact, they were resulting from yet another (low intensity) version of Sisyphus cooling. Similar conclusions were reached by Steve Chu and his colleagues. At the same time, we were exploring, with Alain Aspect and Ennio Arimondo, the possibility of applying coherent population trapping to laser cooling. By making such a quantum interference effect velocity selective, we were able to demonstrate a new cooling scheme with no lower limit, which can notably cool atoms below the recoil limit corresponding to the recoil kinetic energy of an atom absorbing or emitting a single photon. These exciting developments opened the microKelvin and even the nanoKelvin range to laser cooling, and they allowed several new applications to be explored with success.
These applications will not be described here since they are the subject of the Nobel Lecture which follows this presentation. The purpose here was merely to give an idea of my scientific itinerary and to express my gratitude to all those who have helped me live such a great adventure: my family, my teachers, my students and my fellow colleagues all over the world.
I dedicate my Nobel Lecture to the memory of my son Alain.
From Les Prix Nobel. The Nobel Prizes 1997, Editor Tore Frängsmyr, [Nobel Foundation], Stockholm, 1998
This autobiography/biography was written at the time of the award and later published in the book series Les Prix Nobel/Nobel Lectures. The information is sometimes updated with an addendum submitted by the Laureate.