Introduction of quantum formalism describing the interaction of a quantum system with a thermal bath. Notions of density matrix, populations, coherences, depreciation, phase shift, Master equation. Bath model of harmonic oscillators. Disturbance theory and application to light-matter interaction (i) linear response and correlation functions: optical spectroscopy. (ii) non-linear response: non-linear spectroscopy as a tool for studying ultrafast dynamic processes: coherent and inconsistent dynamics. Introduction of the corresponding experimental approaches (femtosecond spectroscopy). Illustration on dilute systems in condensed phase, in particular molecular systems.

Version française

Introduction du formalisme quantique décrivant l’interaction d’un système quantique avec un bain thermique. Notions de matrice densité, populations, cohérences, amortissement, déphasage, Equation Maitresse. Modèle du bain d’oscillateurs harmoniques. Théorie des perturbations et application à l’interaction lumière-matière (i) réponse linéaire et fonctions de corrélation : spectroscopie optique. (ii) réponse non-linéaire: spectroscopie non-linéaire comme outil d’étude des processus dynamiques ultrarapides: Dynamiques cohérentes et incohérentes. Introduction des approches expérimentales correspondantes (spectroscopie femtoseconde). Illustration sur les systèmes dilués en phase condensée, en particulier systèmes moléculaires.
 

Understand and use the concepts / tools of the description of a quantum system interacting with its environment, relevant to quantum sciences and technologies in general. Apply these concepts to the study of the light-matter interaction with a particular focus on condensed phase diluted systems (eg molecules). Learn the principles of femtosecond spectroscopy and its implementation for the study of ultrafast photo-induced processes in these systems.

Version française

Comprendre et utiliser les concepts/outils de la description d’un système quantique en interaction avec son environnement, pertinents pour les sciences et technologies quantiques en général. Appliquer ces concepts à l’étude de l’interaction lumière-matière avec un focus particulier sur les systèmes dilués en phase condensée (e. g. molécules). Apprendre les principes de la spectroscopie femtoseconde et de sa mise en œuvre pour l’étude des processus photo-induits ultrarapides dans ces systèmes.