Dissipative and non-dissipative many-body physics with cold Rydberg atoms

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01/02/2018

Studente di dottorato Cristiano Simonelli

In questo documento sono riassunte le attività svolte durante il periodo di dottorato (XXX ciclo) aggiuntive alla normale attività di ricerca in laboratorio.

Corsi frequentati:

• Sistemi Complessi Prof. R. Mannella • Dinamiche neurali Prof. E. Cataldo • Ottica atomica Prof.ssa D. Ciampini • Elettronica e sensori Prof. D. Passuello • New trends in BEC and superfluidity Prof. J. Carusotto Conferenze, workshop e scuole:

• 27 - 31 Agosto 2017, 4th Granada Summer School on Quantum Matter Out of Equilibrium, Granada, Spagna.

• 09 Agosto 2017, Marie Curie Individual Fellowship proposal workshop, University College London (UCL), Inghilterra.

• 30 Agosto - 2 Settembre 2016, DOQS Workshop on Many-body Dynamics and Open Quantum Systems, University of Strathclyde Glasgow, Scozia.

• 27-28 Ottobre 2016, INO ANNUAL SYMPOSIUM from a quantum perspective, Istituto Nazionale di Ottica-CNR Firenze, Italia.

• 28 Giugno - 3 Luglio 2015, iCoRD international conference on Rydberg physics at Durham, University of Durham, Inghilterra.

• 19-24 Aprile 2015, Young Atom Opticians conference, ETH Zurigo, Svizzera. Attività didattica:

• Settembre - Dicembre 2016 Assistenza alla didattica, esercitazioni e tutoring per il corso di Matematica e Fisica (CdL TAAEC) sotto la supervisione della Prof.ssa D. Ciampini

• Ottobre 2016 nomina a “Cultore della materia” per il corso di Matematica e Fisica (CdL TAAEC) presso il dipartimento di Scienze Veterinarie dell’Università di Pisa

• Da Ottobre 2016 supporto durante lo svolgimento di alcune prove scritte d'esame su base volontaria presso il dipartimento di Ingegneria dell’Università di Pisa

Esperienza all’estero:

• 02 May- 6 June 2017, internship at Max Planck Institute of Quantum Optics for the project “Rydberg dressing in optical lattices” in the group of Dr. Christian Groß, Garching (Germany) Attività extra:

• da 05 Gennaio 2017 Presidente e membro fondatore del gruppo OSA Student Chapter di Pisa • evento OSA Chapter “Shed light on atoms in Pisa” ( 23 Ottobre 2017 )

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• incontri OSA Chapter “Soft Skills Academy” (due date fissate per 14 e 28 Febbraio 2017) • 28 Novembre 2016 - 31 Ottobre 2017 Membro in Giunta di Dipartimento di Fisica come

rappresentante dei dottorandi/ specializzandi/assegnisti Pubblicazioni in riviste peer-reviewed:

• C. Simonelli, M. Archimi, L. Asteria, D. Capecchi, G. Masella, E. Arimondo, D. Ciampini, and O. Morsch, De-excitation spectroscopy of strongly interacting Rydberg gases, Physical Review A 96, 043411 (2017)R.

• Gutiérrez, C. Simonelli, M. Archimi, F. Castellucci, E. Arimondo, D. Ciampini, M. Marcuzzi, I. Lesanovsky, and O. Morsch, Experimental signatures of an absorbing-state phase transition in an open driven many-body quantum system, Physical Review A 96, 041602(R) (2017).

• C. Simonelli, M. M. Valado, G. Masella, L. Asteria, E. Arimondo, D. Ciampini and O. Morsch, Seeded excitation avalanches in oﬀ-resonantly driven Rydberg gases, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 49 (2016), 154002 (7pp)

• R. Faoro, C. Simonelli, M. Archimi, G. Masella, M. M. Valado, E. Arimondo, R. Mannella, D. Ciampini, and O. Morsch, van der Waals explosion of cold Rydberg clusters, Physical Review A 93, 030701(R) (2016)

• M. M. Valado, C. Simonelli, M. D. Hoogerland, I. Lesanovsky, J. P. Garrahan, E. Arimondo, D. Ciampini, and O. Morsch, Experimental observation of controllable kinetic constraints in a cold atomic gas, Physical Review A 93, 040701(R) (2016)

• M.M. Valado, C. Simonelli, S. Scotto, and N. Malossi, Signatures of strong interactions in Rydberg systems Eur. Phys. J. Special Topics 225, 3037-3060 (2016)

• M. M. Valado, M. D. Hoogerland, C. Simonelli, E. Arimondo, D. Ciampini, O. Morsch, Preparing cold atomic samples in diﬀerent density regimes for Rydberg studies Journal of Physics: Conference Series 605 (2015) 012038

Presentazioni e Seminari fatti:

• 20 Dicembre 2017 presentazione Simulating dissipative many-body Physics with cold Rydberg atoms al Gruppo BEC di Dr. Gabriele Ferrari, Università di Trento, Italia.

• 23 Ottobre 2017 presentazione del gruppo Unipi OSA Student Chapter in occasione dell’evento “Shed Light on Atoms in Pisa”.

• 27 Agosto 2017 Seminario Driven dissipative dynamics of an interacting Rydberg gas in occasione della Summer School a Granada, Spagna.

• 3 Aprile 2017 presentazione Simulating an absorbing-state phase transition in a cold Rydberg gas al Gruppo del Prof. Stephen Hogan, University College London (UCL), Londra, Inghilterra. • 28 Settembre 2016 Seminario 2° anno scuola dottorato Dissipative and non-dissipative

many-body dynamics in a cold Rydberg gas, Dipartimento di Fisica “E. Fermi”, Pisa , Italia.

• 5 Giugno 2015 Seminario 1° anno scuola dottorato Correlated dynamics of Rydberg atoms, Dipartimento di Fisica “E. Fermi”, Pisa , Italia.

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Poster Presentati:

• C. Simonelli, R. Gutierrez, M. Archimi, F. Castellucci, E. Arimondo, D. Ciampini, M. Marcuzzi, I. Lesanovsky and O. Morsch, Driven dissipative dynamics of an interacting Rydberg gas,

Quantum Matter out-of-equilibrium Summer School, Granada, Spain (2017)

• C. Simonelli, M. Archimi, L. Asteria, D. Capecchi, G. Masella, F. Castellucci, E. Arimondo, D. Ciampini and O. Morsch, Dissipative and non-dissipative many-body dynamics in a cold Rydberg gas, DOQS conference proceeding, Glasgow, Scozia (2016) .

• C. Simonelli, M. Archimi, D. Capecchi, L. Asteria, G. Masella, F. Castellucci, E. Arimondo, D. Ciampini, and O. Morsch, Simulating dissipative many-body system with cold Rydberg atoms INO-CNR Simposio annuale, Firenze, Italia (2016)

• C. Simonelli, M.M. Valado, R. Faoro, M. Archimi, G. Masella, R. Mannella, D. Ciampini, E. Arimondo, and O. Morsch, Correlated excitation dynamics in an ultra cold Rydberg gas, YAO conference proceeding, ETH Zürich (2015).

Atti di Convegno presentati da altri di cui autore:

• C. Simonelli, M. Archimi, F. Castellucci, D. Ciampini, E. Arimondo, R. Gutiérrez, M. Marcuzzi, I. Lesanovsky and O. Morsch, Experimental signatures of an absorbing-state phase transition in an open driven many-body quantum system, CLEO/Europe-EQEC 2017, conference

proceeding, Munich, Germania (2017)

• C. Simonelli, M. Archimi, F. Castellucci, E. Arimondo, D. Ciampini, R. Gutierrez, M. Marcuzzi, I. Lesanovsky and O. Morsch, Experimental signatures of an absorbing-state phase transition in a cold Rydberg gas, EGAS 49 conference proceeding, Università di Durham, Inghilterra (2017) • M. Archimi, C. Simonelli, D. Ciampini, and O. Morsch, Driven dissipative dynamics in an open

many-body quantum system, YAO conference proceeding, 2017, Parigi, Francia (2017)

• C. Simonelli, Controllable kinetic constraints in a cold Rydberg gas, International Workshop on Many-body Physics in Synthetic Quantum Systems, Wallenberg Research Centre,

Stellenbosch, Università del Sud Africa (2016)

• C. Simonelli, M. Archimi, D. Capecchi, F. Castellucci, L. Asteria, G. Masella, E. Arimondo, D. Ciampini, and O. Morsch, Simulating dissipative many-body systems with cold Rydberg atoms, IQUIS 2016, Università La Sapienza, Roma, Italia (2016)

• M. M. Valado, C. Simonelli, R. Faoro, M. Archimi, G. Masella, L. Asteria, E. Arimondo, D. Ciampini, and O. Morsch, Strongly correlated excitation dynamics in an ultra cold Rydberg gas, iCoRD conference proceeding, Università di Durham, Inghilterra (2015)

• M. M. Valado, C. Simonelli, N. Malossi, D. Ciampini, E. Arimondo and O. Morsch, Strongly correlated excitation dynamics in cold Rydberg gases, Fundamental physics with light & atoms - Celebration of the International Year of Light -Workshop INRIM conference proceeding, Torino, Italia (2015)

• R. Faoro, C. Simonelli, M. Archimi, G. Masella, M. M. Valado, R. Mannella, D. Ciampini, E. Arimondo, and O. Morsch, Van-der-Waals Explosion of Cold Rydberg Aggregates CLEO-EQEC conference proceeding, Munich, Germania (2015)

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• D. Ciampini, C. Simonelli, M.M. Valado, E. Arimondo, O. Morsch, M.D. Hoogerland, Excitation

dynamics and full counting statistics for resonant and oﬀ-resonant excitation of a strongly correlated cold Rydberg gas, Second International Workshop on Long-range Interactions in Quantum Systems, conference proceeding, Palaiseau, Francia (2014)

• O. Morsch, M.M. Valado, N. Malossi, S. Scotto, C. Simonelli, D. Ciampini, P. Huillery, P. Pillet, E. Arimondo, Studying strongly correlated many-body systems using cold Rydberg gases, Congresso INO-CNR e Dipartimento di Fisica, Pisa, Italia (2014)