Repositório Institucional IFSC
URI permanente desta comunidadehttp://143.107.180.6:4000/handle/RIIFSC/1
Navegar
4 resultados
Resultados da Pesquisa
Item Dispositivo e método para medida da aceleração gravitacional.(República Federativa do Brasil - Ministério do Desenvolvimento, Indústria e do Comércio Exterior - Instituto Nacional da Propriedade Industrial, 2017-11-07) Courteille, Philippe Wilhelm; Bachelard, Romain Pierre MarcelA presente invenção refere-se a dispositivo e método, em especial a um gravímetro baseado em interferometria atômica, no qual os átomos são resfriados até uma temperatura em que formam uma onda de matéria coerente e depois são transferidos dentro de uma onda estacionária vertical de luz quase-ressonante com uma transição atômica. Os átomos são colocados dentro de uma cavidade óptica anular (23) bombeada em uma direção por um feixe laser (18) e executam oscilações de Bloch, cuja frequência é estritamente proporcional à aceleração gravitacional. O método compreende as etapas de: a) Preparar um feixe de átomos frios; b) Capturar este feixe atômico por uma armadilha magneto-óptica operada numa transição atômica larga e resfriá-lo para temperaturas em torno de 5 mK; c) Resfriar os átomos ainda mais por uma armadilha magneto-óptica operada numa transição atômica fina para temperaturas em torno de 300 nK; d) Transferir a onda de matéria para onda estacionária de luz; e) Incitar os átomos a executar oscilações de Bloch devido à aceleração gravitacional; f) Injetar um laser bombeando um modo da cavidade anular e g) Medir continuamente e ao vivo o movimento da onda de matéria. O dispositivo e método propostos também levam à estabilização da periodicidade do seu movimento. O monitoramento contínuo e a estabilização das oscilações de Bloch levam ao aumento da precisão da medida.Item Desenvolvimento de sensores quânticos com átomos ultrafrios(2015-12-08) Courteille, Philippe WilhelmEsta proposta visa tornar a tecnologia de sensores quânticos uma realidade. À frente da revolução quântica antecipada em aplicações comerciais, a proposta pretende criar um consórcio de pesquisa para lidar com duas vertentes de investigações específicas: (i) Análise e implementação de novas ideias para sensores quânticos baseados em átomos frios interagindo com cavidades ópticas e investigações para a primeira utilização dupla de sensores para metrologia e interferometria gravitacional com novas aplicações possíveis; (ii) demonstração de novas técnicas e estratégias para miniaturização e simplificação de sensores quânticos baseados em átomos aprisionados em nano-potenciais plasmônicos. Os sistemas realizados permitirão estudos fundamentais em novos regimes da eletrodinâmica quântica em cavidades e em ondas evanescentes.Item Development of quantum sensors for precision positioning and underground mapping(2015-12-08) Courteille, Philippe WilhelmWe propose to initiate collaboration between the Instituto de Física de São Carlos of the Universidade de São Paulo and the Midland Ultracold Atom Research Centre (MUARC) of the Universities of Birmingham and Nottingham. The initial work, undertaken over a period of two years, will focus on developing a new type of quantum sensor based on laser-cooled atoms, capable of simultaneously measuring time and elevation, and detecting variations in density hidden below ground. The collaboration exploits the convergence of active research interests at the three institutions, supported by (1) off-site training and work exchange; (2) sharing of world-leading facilities and expertise; and (3) knowledge transfer and educational workshops. Motivation and innovation goals. Atom interferometric sensors and frequency standards based on ultracold atoms (Nobel Prizes in Physics: 1997, 2001, and 2005) have shown unprecedented precision for time-frequency, gravity and magnetic field measurements in laboratories. However, when it comes to applying this technology, there is a bottleneck associated with the size and complexity of existing experiments. We aim to make quantum technology practical, with novel dual-use sensors for time-frequency and gravitational metrologies. This type of sensor has the potential to revolutionize applications in oil and mineral exploration, navigation, climate research, and telecommunications. Our project brings together the complementary strengths and interests of multiple UK and Brazilian partners to develop a world-leading and long-lived collaboration. Expected results: The gravity sensor representing the basis of this project incorporates two unique features: It is the first dual-function sensor and the first to operate in a regime dominated by quantum mechanical interactions between light and matter. This allows self-calibration as well as continuous high-bandwidth measurements of the sensor output, and is expected to open completely new fundamental questions and research opportunities. We will combine the Birmingham and Nottingham capabilities in atom interferometry and precision frequency standards with expertise in atom-ring-cavity systems from the Brazilian partners in order to develop the world's first combined optical clock and gravity sensor.Item Moldando o fluxo da luz: bandas fotônicas em redes ópticas(2015-12-08) Courteille, Philippe WilhelmO assunto desse projeto de pesquisa são redes ópticas e a aplicação delas pela criação de novos sistemas físicos com propriedades inéditas. Nosso interesse particular é a exploração de novas geometrias de redes ópticas que prometam uma maleabilidade quase ilimitada da sua estrutura de bandas fotônicas. Redes ópticas são gases atômicos frios e diluídos, estruturados em ordem periódica por meio da força dipolar espacialmente modulada, exercida por um conjunto de raios de laser em superposição. As redes ópticas são caracterizadas por uma periodicidade intrinsecamente perfeita, uma constante da rede compatível com comprimentos de ondas ópticas e por uma variabilidade ao vivo. Devido à sua estrutura periódica, redes ópticas compartilham muitas analogias com sólidos cristalinos ou metálicos. Mas elas também têm muito em comum, com cristais fotônicos, uma classe de materiais dielétricos caracterizada por variações periódicas do índice de refração. Cristais fotônicos prometem muitas aplicações tecnológicas na óptica de películas finas, na telecomunicação fotônica e até quântica ou como metamateriais para superlentes e dispositivos de disfarce. Apesar do progresso impressionante na fabricação de cristais fotônicos, eles sofrem de dificuldades fundamentais em fornecer a fidelidade exigida em longas escalas, devido a defeitos no tamanho e na posição dos blocos elementares. Esta desordem perturba aquelas propriedades dos cristais fotônicos baseadas na interferência global: reduz a refletividade de Bragg, extingue a luz transmitida e destrói finalmente a banda proibida fotônica. Nós queremos demonstrar que é possível realizar estruturas de bandas fotônicas em redes ópticas e que estes representam uma alternativa viável aos cristais fotônicos. A característica das bandas fotônicas de permitir a manipulação quase sem constrangimento da densidade de modos eletromagnéticos leva à supressão da emissão espontânea e, por consequência, ao controle total da interação entre a matéria e a luz. A acessibilidade das redes ópticas a manipulações em tempo real as distingue dos cristais fotônicos, cuja estrutura é determinada por sua concepção. A esperança de ser um dia capaz de guiar sem perda ondas ópticas através de estruturas fotônicas e de confinar a luz por elementos localizados que perturbem a ordem periódica alimenta especulações na praticabilidade de registros, de comutadores ou mesmo de computadores fotônicos. Enquanto até agora somente redes ópticas cúbicas simples foram estudadas, a realização de bandas proibidas omnidirecionais está condicionada à disponibilidade de geometrias particulares, tais como a geometria de diamante. Isto é somente possível com espécies atômicas com transições ópticas finas e uma estrutura dos níveis energéticos específica, como aquela de estrôncio. Nossos esforços experimentais começarão assim com o alojamento de um gás do estrôncio ultrafrio. O gás será refrigerado até degeneração quântica, transferido numa rede óptica e depois trazido num estado isolador de Mott caracterizado por uma ocupação atômica perfeitamente bem definida dos locais da rede. Enquanto experimentos iniciais serão feitos em redes cúbicas, o objetivo final é a busca de assinaturas de bandas fotônicas em redes com geometria de diamante.