MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798293837854
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32121431
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a539
■1001  ▼aBanner,  Patrick  Robert.▼0(orcid)0009-0006-9957-4996
■24510▼aRydberg  Atoms,  Photonic  Devices,  and  Graduate  Student  Mental  Health:  Embracing  Complexity  and  Care  in  Physics
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Maryland,  College  Park▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a476  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Rolston,  Steven  L.;Porto,  James  V.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Maryland,  College  Park,  2025.
■520    ▼aThis  dissertation  combines  work  from  several  disparate  fields  of  research  in  order  to  explore  the  epistemic  value  of  complexity  and  care  in  physics.  Complexity  means  intentionally  constructing  models  that  account  for  multiple  interacting  effects,  yielding  deeper  insight  and  new  research  directions.  Care  means  viewing  physics  as  a  fundamentally  human  endeavor  and  recognizing  that  the  human  aspects  are  as  important  as  the  technical  aspects  for  rigorous  and  sustainable  progress  in  physics.The  dissertation  begins  with  experimental  work  involving  Rydberg  atoms.  Rydberg  atoms,  with  their  long  lifetimes,  sensitivity  to  electric  fields,  and  strong  interactions,  have  found  use  across  atomic  physics,  from  fundamental  physics  investigations  to  emerging  quantum  technologies.  In  this  dissertation  I  describe  efforts  to  optimize  a  Rydberg-ensemble  single-photon  source,  which  resulted  in  an  accurate  model  of  Rydberg  spin-wave  dephasing.  I  then  show  evidence  of  enhanced  Rydberg  interactions  using  microwave  dressing.  This  is  a  first  step  toward  many  possible  applications,  including  fully  tunable  interactions,  the  exploration  of  non-equilibrium  phenomena,  the  generation  of  nonclassical  states  of  light,  and  improved  atom-photon  entanglement  for  quantum  networking.The  second  part  of  this  dissertation  explores  two  photonic  devices  critical  to  quantum  science  and  technology.  First,  we  describe  an  algorithm  for  reconstructing  the  photon  number  distribution  of  light  pulses  using  a  single  single-photon  avalanche  detector.  We  achieve  high-fidelity  reconstruction  of  both  coherent  and  anti-bunched  pulses  whose  duration  and  correlation  timescales  are  both  at  least  a  few  detector  dead  times  in  duration,  and  we  explore  the  limits  of  the  algorithm  at  high  input  photon  rates.  Second,  we  describe  an  ab  initio  model  of  the  random  and  time-varying  birefringences  of  optical  fibers.  Environmentally  induced  drifts  make  this  a  serious  challenge  for  polarization-encoded  quantum  networks,  which  is  becoming  crucial  to  understand  as  a  new  generation  of  quantum  networks  comes  online.  A  first-principles  model  of  the  birefringences  in  fibers  will  allow  for  determinations  about  the  suitability  of  installed  fibers  for  quantum  networking  applications  and  for  development  of  mitigation  methods  and  compensation  strategies.In  the  final  part  of  this  dissertation,  I  describe  the  development  and  results  of  a  national-scale  study  of  physics  and  astronomy  graduate  student  mental  health.  Mental  health  challenges  in  academia  are  well-documented,  but  the  mental  health  of  graduate  students  remains  understudied,  especially  in  physics  and  astronomy.  Our  sample  reports  clinical  levels  of  anxiety  and  depression  at  5-7  times  the  rate  of  the  general  population.  Female  and  non-binary  students  in  our  sample  report  more  symptoms  of  anxiety,  depression,  and  impostor  phenomenon  than  male  students.  Using  structural  equation  modeling,  we  find  that  loneliness  is  an  especially  strong  predictor  of  these  mental  health  issues  in  our  sample,  and  we  clarify  pathways  by  which  advisors  support  their  graduate  students.  These  results  suggest  specific  ways  that  peers,  faculty,  and  departments  can  support  graduate  student  mental  health.
■590    ▼aSchool  code:  0117.
■650  4▼aAtomic  physics
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aScience  education
■650  4▼aEducational  psychology
■650  4▼aMental  health
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■653    ▼aRydberg  atoms
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■690    ▼a0525
■690    ▼a0347
■71020▼aUniversity  of  Maryland,  College  Park▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0117
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358572▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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