Quantum Dynamic Imaging: Theoretical and Numerical Methods

Les professeurs Bandrauk de la Faculté des sciences de l'Université de Sherbrooke et Misha Ivanov de l'Imperial College London en Angleterre coéditent un ouvrage collectif intitulé, Quantum Dynamic Imaging: Theoretical and Numerical Methods, disponible en mai 2011 aux éditions Springer.

L'étude et l'utilisation de la lumière ou des « photons » pour visualiser, puis contrôler et transmettre de l'information moléculaire est l'un des domaines de recherche les plus difficiles et importants en émergence au cours des dernières années. L'un des domaines à plus forte croissance nécessite des recherches en imagerie des phénomènes quantiques temporels, allant de la dynamique moléculaire à l'échelle femtosecondes (10-15s) pour le mouvement des atomes à l'échelle du mouvement des électrons, soit l'attoseconde (10-18s).

En fait, la révolution de l'attoscience est maintenant reconnue comme l'une des récentes percées les plus importantes et innovantes de la science du 21e siècle. Une contribution majeure du développement de l'imagerie ultrarapide des phénomènes quantiques moléculaires femto et attoseconde a été la théorie et la simulation numérique non linéaire, la réponse non-perturbative des atomes et des molécules à impulsions laser ultras brèves. Par conséquent, l'imagerie quantique dynamique est une nouvelle frontière de cette science de pointe nécessitant des approches mathématiques pour analyser et résoudre des équations aux dérivées partielles spatiales et temporelles multidimensionnelles telles que les équations Time-Dependent Schroedinger (TDSE) et celles des équations de Dirac dépendantes du temps (TDDEs des phénomènes relativistes). Ces équations sont également couplées à des photons par les équations de Maxwell pour les effets de propagation collective. L'inversion des données d'imagerie de la dynamique quantique expérimentale présente de nouveaux défis mathématiques dans la visualisation des cohérences d'ondes quantiques subatomiques (subnanometer) et des délais de plusieurs atto, femto et mêmes nanosecondes.

Dans Quantum Dynamic Imaging: Theoretical and Numerical Methods, des chercheurs de pointe discutent de ces développements passionnants sur l'état de cette science et leurs répercussions pour la R & D dans l'optique de la promesse de la science de l'imagerie quantique dynamique comme l'outil indispensable pour contrôler la matière au niveau moléculaire.