Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Piotra Morzyńskiego zatytułowanej Optyczne wzorce metrologii kwantowej

Podobne dokumenty
Laboratorium FAMO. Laboratorium ultrazimnej. Laboratorium małych zespołów jonów Laboratorium inżynierii kwantowej

Recenzja pracy doktorskiej mgr Tomasza Świsłockiego pt. Wpływ oddziaływań dipolowych na własności spinorowego kondensatu rubidowego

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie. 0 k. z L 0 k. L 0 k

Redefinicja jednostek układu SI

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie T. 0 k. z L 0 k. L 0 k

prof. dr hab. Zbigniew Czarnocki Warszawa, 3 lipca 2015 Uniwersytet Warszawski Wydział Chemii

PODSTAWOWA TERMINOLOGIA METROLOGICZNA W PRAKTYCE LABORATORYJNEJ

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

I. Przedmiot i metodologia fizyki

Krajowa Instytucja Metrologiczna (NMI)

WYTYCZNE DLA OSÓB UBIEGAJĄCYCH SIĘ O WSZCZĘCIE PRZEWODU DOKTORSKIEGO NA WYDZIALE ELEKTRONIKI I NFORMATYKI POLITECHNIKI KOSZALIŃSKIEJ

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

REDEFINICJA SI W ROLACH GŁÓWNYCH: STAŁE PODSTAWOWE

Podsumowanie W9. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2003/04. wykład 12 1

SZCZEGÓŁOWY TRYB PRZEPROWADZANIA CZYNNOŚCI W PRZEWODACH DOKTORSKICH

Podsumowanie W11. Nierównowagowe rozkłady populacji pompowanie optyczne (zachowanie krętu atom-pole EM)

Zasady otwierania i prowadzenia przewodów doktorskich na Wydziale Zarządzania i Ekonomii Politechniki Gdańskiej (WZiE)

CENTRUM OPTYKI KWANTOWEJ W TORUNIU

Metrologia wymiarowa dużych odległości oraz dla potrzeb mikro- i nanotechnologii

Zakład Chemii Bioorganicznej, Wydział Chemiczny Wrocław

Po ukończeniu studiów pierwszego stopnia absolwent studiów I stopnia na kierunku fizyka techniczna: WIEDZA

Podsumowanie W Spektroskopia dwufotonowa. 1. Spektroskopia nasyceniowa. selekcja prędkości. nasycenie. ω 0 ω Laser. ω 21 2ω.

Spektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu

Zimne atomy strontu dla zastosowań metrologicznych

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Jarosława Błyszko

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE

Recenzja. Gdańsk, r.

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Łukasza Sobolewskiego pt. Badanie parametrów spektroskopowych metali ciężkich

Podstawy elektroniki i miernictwa

Dr hab. inż. Kazimierz Jagieła, prof. ATH Częstochowa, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej RECENZJA

Międzyplatformowy interfejs systemu FOLANessus wykonany przy użyciu biblioteki Qt4

Fizyka Laserów wykład 15. Czesław Radzewicz

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Podstawy prawne: I. Zasady ogólne

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

SPÓJNOŚĆ POMIAROWA JAKO NARZĘDZIE ZAPEWNIENIA JAKOŚCI. mgr inż. Piotr Lewandowski

Matryca weryfikacji efektów kształcenia - studia III stopnia

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PROCEDURA PRZEPROWADZANIA CZYNNOŚCI W PRZEWODZIE DOKTORSKIM NA WYDZIALE BIOCHEMII, BIOFIZYKI I BIOTECHNOLOGII UJ

Uchwała obowiązuje od dnia podjęcia przez Senat. Traci moc Uchwała nr 144/06/2013 Senatu Uniwersytetu Rzeszowskiego z 27 czerwca 2013 r.

Załącznik 1. Nazwa kierunku studiów: FIZYKA Techniczna Poziom kształcenia: II stopień (magisterski) Profil kształcenia: ogólnoakademicki Symbol

Objaśnienia oznaczeń w symbolach K przed podkreślnikiem kierunkowe efekty kształcenia W kategoria wiedzy

Podstawy prawne: I. Tryb powoływania oraz odwoływania promotora pomocniczego:

Załącznik 1. Nazwa kierunku studiów: FIZYKA Poziom kształcenia: II stopień (magisterski) Profil kształcenia: ogólnoakademicki Symbol

Sprawa postępowania habilitacyjnego doktora Mirosława Zachwieji - powołanie 3 członków komisji habilitacyjnej

Recenzja rozprawy doktorskiej mgra inż. Roberta Szymczyka. Analiza numeryczna zjawisk hartowania stali narzędziowych do pracy na gorąco

UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU

Recenzja. Warszawa, dnia 22 października 2018 r.

Regulamin przeprowadzania przewodów doktorskich w IPPT PAN przyjęty Uchwałą Rady Naukowej IPPT PAN w dniu 24 maja 2013 r.

01, 02, 03 i kolejne numer efektu kształcenia. Załącznik 1 i 2

Ocena merytoryczna pracy 2.1. Sformułowanie problemu naukowego i aktualność tematyki badań

Rozprawa doktorska Pana mgr Sebastiana Kupnego składa się z czternastu rozdziałów wliczając wstęp i podsumowanie. Katowice,

Uchwała. w sprawie procedury przeprowadzania przewodów doktorskich w IPs UJ

Międzynarodowe Studia Doktoranckie w IF PAN. RAMOWY PROGRAM MIĘDZYNARODOWYCH STUDIÓW DOKTORANCKICH w IF PAN

Dr inż. Michał Marzantowicz,Wydział Fizyki P.W. p. 329, Mechatronika.

Odgłosy z jaskini (11) Siatka odbiciowa

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

P. R. Bevington and D. K. Robinson, Data reduction and error analysis for the physical sciences. McGraw-Hill, Inc., ISBN

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

NADZÓR NAD WYPOSAŻENIEM POMIAROWYM W PRAKTYCE LABORATORYJNEJ NA PRZYKŁADZIE WAGI ELEKTRONICZEJ

Matura 2015 z fizyki pod lupą od idei zmian do zadań egzaminacyjnych. Jolanta Kozielewska OKE Wrocław

REGULAMIN OTWIERANIA I PRZEPROWADZANIA PRZEWODÓW DOKTORSKICH NA WYDZIALE ZARZĄDZANIA GWSH. Postanowienia ogólne

Kraków, dn. 25 sierpnia 2017 r. dr hab. Przemysław Piekarz Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk ul. Radzikowskiego Kraków

Efekt fotoelektryczny

2. Rozporządzenie Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 26 września 2016, Dz.U poz. 1586,

PROCEDURA PRZEWODÓW DOKTORSKICH NA WYDZIALE NAUK EKONOMICZNYCH SGGW

Opinia o dorobku naukowym dr inż. Ireneusz Dominik w związku z wystąpieniem o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego.

Widmo fal elektromagnetycznych

promotor prof. dr hab. inż. Jan Szmidt z Politechniki Warszawskiej

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Olgi Andrzejczak. pt. Badania osadu czynnego z zastosowaniem technik cyfrowej analizy obrazu mikroskopowego

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Ocena rozprawy doktorskiej. Mgr Pauliny Smyk pt.: Wpływ wybranych ksenobiotyków na zmiany parametrów

1. Złożenie wniosku - wykaz dokumentów: Osoba ubiegająca się o nadanie stopnia doktora sztuki, przedstawia dziekanowi następujące dokumenty:

TRYB CZYNNOŚCI W PRZEWODACH DOKTORSKICH W INSTYTUCIE STOSOWANYCH NAUK SPOŁECZNYCH UNIWERSYTETU WARSZAWSKIEGO

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Fizyka i wielkości fizyczne

Astronomia na egzaminie maturalnym. Część 2

Protokół z pomiarów pól elektromagnetycznych w środowisku. Nr: LWiMP/056/2017. zakresu częstotliwości: poniżej 300 MHz

Efekty kształcenia dla studiów III stopnia (doktoranckich)

Pole elektromagnetyczne. Równania Maxwella

Nobel 2005: precyzyjna spektroskopia laserowa i optyczne grzebienie częstotliwości

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy III gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Ocena osiągnięć Dr. Adama Sieradzana w związku z ubieganiem się o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego.

RECENZJA pracy doktorskiej mgr Piotra Pomarańskiego Zastosowanie kompleksów palladu do syntezy pochodnych aromatycznych o chiralności osiowej

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

I. Poziom: poziom rozszerzony (nowa formuła)

Poznań, r.

Ocena rozprawy na stopień doktora nauk medycznych lekarz Małgorzaty Marii Skuzy

Wymagania stawiane pracom dyplomowym na Wydziale Elektroniki i Informatyki Politechniki Koszalińskiej

Jacek Ulański Łódź, Katedra Fizyki Molekularnej Politechnika Łódzka Łódź ul. Żeromskiego 116

UCHWAŁA. Wniosek o wszczęcie przewodu doktorskiego

Laboratorum 2 Badanie filtru dolnoprzepustowego P O P R A W A

Opinia o pracy doktorskiej pt. Damage Identification in Electrical Network for Structural Health Monitoring autorstwa mgr inż.

REGULAMIN PRZYZNAWANIA NAGRÓD REKTORA POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ NAUCZYCIELOM AKADEMICKIM

Studia I stopnia kierunek: chemia Załącznik nr 3

1. Jakie zagadnienie naukowe jest rozpatrzone w pracy i czy zostało ono dostatecznie jasno sformułowane przez autorkę?

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Profilowanie ruchu sieciowego w systemie GNU/Linux

Transkrypt:

Prof. dr hab. Marek Trippenbach ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa, tel.: (22) 55 32 518 email: matri@fuw.edu.pl Warszawa, 15 styczeń 2016. Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Piotra Morzyńskiego zatytułowanej Optyczne wzorce metrologii kwantowej Przedmiotem rozprawy doktorskiej pana magistra Piotra Morzyńskiego zatytułowanej Optyczne wzorce metrologii kwantowej jest budowa i badanie atomowych wzorców częstości. W Krajowym Laboratorium FAMO w Toruniu zbudowano trzy atomowe wzorce częstotliwości, w tym: dwa zegary optyczne z atomami strontu uwiezionymi w sieci optycznej oraz wzorzec wykorzystujący przejście dwufotonowe atomów rubidu. Następnie zmierzono częstotliwość absolutną przejścia dwufotonowego 5S 1/2-7S 1/2 (760 nm) z dokładnością do pojedynczych khz dla różnych izotopów oraz różnych poziomów struktury nadsubtelnej i obliczono stałe struktury nadsubtelnej oraz przesuniecie izotopowe dla przejścia dwufotonowego 5S 1/2-7S 1/2. Rezultaty badań zostały zawarte w kilku publikacjach, z których jedna ukazała się w Optics Letters, jedna w Measurement Science and Technology, i po jednej w Bulletin of the Polish Academy of Sciences oraz Journal od Physisc Conference Series. Nie wątpię, że lista publikacji na temat niniejszych badań nie jest jeszcze zamknięta, i kolejne prace ukażą się w najlepszych czasopismach naukowych prezentujących wyniki z dziedziny metrologii i spektroskopii. Praca została napisana pod opieką profesora Roman Ciuryło (dr. Michał Zawada był promotorem pomocniczym) na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej

Uniwersytetu im. Mikołaja Kopernika w Toruniu ramach Programu TEAM (koordynowanego przez Fundacje na rzecz Nauki Polskiej) oraz w ramach projektu Budowa Polskiego Optycznego Zegara Atomowego (POZA) (finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego). Projekt POZA, oprócz osiągnięcia wartości ściśle naukowych i technicznych, stał się również ważnym czynnikiem integracji polskiego środowiska naukowego zajmującego się fizyką atomową i optyką. Jego realizacja stała się możliwa wyłącznie dzięki połączeniu kompetencji zespołów naukowych z 3 uniwersytetów polskich. Co więcej, synergia towarzysząca tym działaniom umożliwiła osiągnięcie rezultatu znacznie bardziej wartościowego niż byłoby to możliwe gdyby poszczególne zespoły pracowały osobno. Praca składa się z pięciu rozdziałów, podsumowania i kilku Dodatków oraz Bibliografii. Temat całej pracy jest bardzo aktualny, a praca zawiera nowe, oryginalne wyniki stanowiące ciekawy wkład do rozwoju interesującej i obecnie intensywnie rozwijającej się dziedziny, jaką jest ultra-precyzyjna metrologia, ale także fizyka zimnych atomów i spektroskopia. Przystąpię teraz do szczegółowego omówienia zasadniczych części rozprawy. Rozdział pierwszy stanowi ogólne wprowadzenie do tematyki metrologii, w tym metrologii kwantowej. Autor omawia rolę wzorców, od tych tradycyjnych jak wzorzec metra, po ostatnio wprowadzane wzorce kwantowe. Zagadnienia wzorców i metrologii zyskały ostatnio nową perspektywę w świetle osiągnięć mechaniki kwantowej i rozwoju bardzo precyzyjnych pomiarów. Chyba najbardziej precyzyjnie mierzoną wielkością jest czas i to właśnie dzięki optycznym wzorcom częstości. Od 1967 roku nie używamy już wzorca metra, bo tę jednostkę można uznać za pochodną jednostki czasu jeśli uwzględnimy stałą prędkość rozchodzenia się światła w próżni. Właśnie wzorce częstości są głównym tematem pracy pana Morzyńskiego. Dlatego w pierwszym rozdziale poświęca sporo uwagi optycznym wzorcom częstotliwości oraz zagadnieniu stabilności. Rozdział pierwszy kończy ogólny zarys pracy i opis wkładu w badania autora rozprawy.

Rozdział drugi jest poświęcony oddziaływaniu atomów z falą elektromagnetyczną i różnym mechanizmom poszerzenia linii widmowych. Ma to znacznie w kontekście prezentowanych w dalszej części wyników dotyczących spektroskopii przejścia zegarowego. W bardzo skrótowy sposób zaprezentowane zostały podstawowe efekty, jak poszerzenie Dopplera, zderzeniowe, nasyceniowe, oraz efekty wywołane polami elektrycznym i magnetycznym. Na końcu omówiono strukturę strontu i rubidu; oba te pierwiastki są najczęściej używane w zegarach optycznych. W mojej opinii ten rozdział został napisany trochę zbyt skrótowo, ale odniosłem wrażenie, że w całej pracy autor czuje się lepiej w opisach elementów doświadczalnych, niż w opisie zagadnień teoretycznych, a przynajmniej tak rozkłada akcenty w swojej pracy. Rozdział trzeci omawia techniki doświadczalne pozwalające ograniczyć poszerzenie linii widmowych w układach stosowanych do precyzyjnego pomiaru częstości. Po kolej omawiane są: obniżanie temperatury, spektroskopia dwufotonowa, reżim Lamba Dickiego, sieci optyczne. Następnie dyskutowane są techniki pozwalające na stabilizację częstości źródła laserowego: wnęki optyczne, stabilizacje przy użyciu kontrolera cyfrowego oraz efekt Dicka. Na koniec tego rozdziału wspomniany jest grzebień optyczny. Ten rozdział, pomimo że jest jednym z rozdziałów wstępnych jest moim zdaniem potraktowany zbyt skrótowo. Naprawdę nie miałem szans zrozumieć na czym polega metoda Poundera Drevera Halla, pojawiają się takie terminy jak temperatura w kierunku podłużnym (strona 41), na stronie 38 pojawia się symbol P(n) bez wytłumaczenia, nie rozumiem roli parametru zdefiniowanego w równaniu 3.8, niezbyt jasna wydaje mi się cała dyskusje reżimu Lamba Dickiego, i w dodatku autor często nazywa układ systemem. Ostatnie dwa rozdziały stanowią centralną część pracy. Rozdział 4 dotyczy dwufotonowego przejścia 5S-7S w izotopach 85 Rb i 87 Rb rubidu. Jak pisze autor był to pierwszy z eksperymentów i przy jego okazji przetestowane zostały procedury i rozwiązania wykorzystywane w optycznych zegarach atomowych, takie jak stabilizacja cyfrowa,

absolutny pomiar częstotliwości względem wzorca mikrofalowego z wykorzystaniem grzebienia częstotliwości optycznych. Na początku został opisany układ doświadczalny a następnie wyniki pomiarów, w których zmierzono częstotliwość absolutną przejścia dwufotonowego 5 S 1/2-7 S 1/2 z dokładnością na poziomie khz dla różnych izotopów oraz różnych poziomów struktury nadsubtelnej. Na podstawie otrzymanych wyników wyliczono stałe A struktury nadsubtelnej oraz przesuniecie izotopowe dla tego przejścia dwufotonowego Są to obecnie najprecyzyjniejsze na świecie wyniki. Opracowano również nowa technikę pomiaru kształtu linii. Rozdział 5 został zatytułowany Zegarowe przejście 1 S 0-3 P 0 w 88 Sr i opowiada (według oryginalnych słów autora) o tym jak po raz pierwszy w Polsce zademonstrowano spektroskopie o hercowej rozdzielczości. Poprzez porównanie dwóch optycznych wzorców (zegarów strontowych) udało się uzyskać dokładność pomiaru linii widmowej na poziomie około 7 10 17. Autor szczegółowo opisuje układ doświadczalny, począwszy od układu próżniowego, układu chłodzącego atomy, sieć optyczną, ultra-stabilne lasery aż po grzebień i wnęki optyczne. Następnie opisuje szczegóły samego pomiaru częstości przejścia 1 S 0-3 P 0. W eksperymencie wyznaczono charakterystyki przesunięcia częstotliwości przejścia 1 S 0 3 P 0 w wyniku oddziaływania atomów z otoczeniem. Wykorzystując grzebień częstości optycznych stabilizowany do wzorca częstotliwości Obserwatorium Astro-geodynamicznego w Borowcu dokonano pomiaru częstotliwości absolutnej przejścia 1 S 0 3 P 0 w obu układach z niepewnością na poziomie Herza. Wynik ten stanowi pierwsze niezależne potwierdzenie wyniku o podobnej dokładności uzyskanego przez grupę prof. Katoriego [114] i jednocześnie jest najdokładniejszym na świecie wynikiem pomiaru bezpośredniego tej wielkości.

W podsumowaniu stwierdzam, że praca zawiera bardzo ciekawe wyniki związane z budową, badaniem i eksploatacją pierwszych polskich zegarów atomowych. Autor, jak wynika z lektury niniejszej dysertacji, miał duży wkład w planowaniu i wykonaniu eksperymentów. Brał udział w większości prac związanych z budową wzorców optycznych. Wynikiem jego prac było powstanie najważniejszych elementów wzorca atomowego w tym między innymi pułapki magneto-optycznej, sieci optycznej oraz układu do przeprowadzenia spektroskopii przejścia zegarowego. Uczestniczył w budowie układów próżniowych i elektrycznych, w tym między innymi fotodetektorów, filtrów, układów przełączających i układy zabezpieczających. Zaprojektował i wykonał układy energoelektroniczne do kontroli prądu w cewkach Helmholtza wytwarzających pola magnetyczne. Do jego zadań należało zapewnienie stabilizacji termicznej ultra-stabilnej wnęki lasera 689 nm oraz zbudowanie systemu stabilizacji częstotliwości tego lasera do przejścia interkombinacyjnego w strumieniu atomów 88 Sr. Pan magister Piotr Morzyński był autorem oryginalnego oprogramowania komputerowego służącego do obsługi eksperymentów oraz zbierania i obróbki danych. Bez wątpienia autor był członkiem dużego zespołu badawczego, był odpowiedzialny ze pewne określone zadania, ale przy tak nowatorskich i złożonych technologicznie eksperymentach to jest nieuniknione. Z pracy tego zespołu powstało już kilka prac doktorskich dotyczących różnych elementów eksperymentu i z pewnością powstanie jeszcze kilka innych, ale stwierdzam, że wkład magistra Morzyńskiego zasługuje na przyznanie mu doktoratu. Sama rozprawa jest zrozumiała, napisana bardzo przejrzyście i z dbałością o szczegóły, zwłaszcza doświadczalne. Pracę czyta się dobrze, choć spora doza żargonu doświadczalnego jest dla czytelnika-teoretyka pewnym wyzwaniem. Ale nawet na teoretyku robią wrażenie zdania takie jak pierwszy raz w Polsce zademonstrowano spektroskopie o hercowej rozdzielczości lub wynik ten stanowi pierwsze niezalezne potwierdzenie wyniku o podobnej dokładności uzyskanego przez grupę prof. Katoriego [114] i jednocześnie jest najdokładniejszym na świecie wynikiem pomiaru bezpośredniego tej wielkości.

Uwzględniając powyższe stwierdzam, że rozprawa pana mgra Piotra Morzyńskiego spełnia wymogi stawiane pracom doktorskim z dziedziny fizyki. Wnoszę o dopuszczenie kandydata do dalszych etapów przewodu doktorskiego. Dodatkowo wnoszę o wyróżnienie rozprawy pana mgra Piotra Morzyńskiego. Uzasadnienie: Autor rozprawy zaprezentował wyniki badań o najwyższym światowym poziomie: udało się zmierzyć parametry linii zegarowej 1 S 0-3 P 0 z najlepszą na świecie precyzją. Autor rozprawy był twórcą lub współtwórcą wielu nowatorskich rozwiązań w technikach pomiarowych, które sprawiły, że eksperymenty z jego udziałem w Krajowym Laboratorium FAMO stały się jednymi z najbardziej zaawansowanych technik badawczych na świecie. Marek Trippenbach