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Item Estudo de interações hadrônicas a altas energias(2017-05-15) Hama, YogiroO projeto tem por objetivo estudar as interações hádron-hádron, hádron-núcleo e núcleo-núcleo a altíssimas energias (Ge V ~ Te V), com o intuito de esclarecer: a) a natureza e propriedades da matéria nuclear, suas formas de excitação e seu novo estado em condições de alta densidade e temperatura, o plasma de quarks e glúons; e b) o confinamento dos quarks e glúons em hádrons, as interações destas partículas, e as propriedades do vácuo da QCD. Este estudo se defronta com o problema da descrição de sistemas de muitos corpos fortemente interagentes controlados por uma dinâmica relativística, para a qual uma teoria fundamental e aplicável ainda não está disponível. Dentro deste contexto, é crucial a elaboração de modelos fenomenológicos como um passo intermediário nesta direção. Ao mesmo tempo, um entendimento de certas propriedades da matéria hadrônica tais como confinamento dos quarks e a quebra dinâmica da simetria quiral, a partir dos primeiros princípios da QCD, é fundamental para se fazer progresso nesta área. Especificamente, problemas tratados no projeto são: a) simulações de QCD na rede; b) teorias de campos efetivos; c) modelos para colisões elásticas, inelásticas e difrativas hadrônicas; d) modelos de hádrons (Skyrmions e sacolas); e) produção e supressão de estranheza e charme na matéria hadrônica; f) fenômenos de transporte, hidrodinâmica relativística e transições defase em QCD.Item Aprisionamento simultâneo de sódio-potássio e estudos colisionais(2014-08-21) Dahmouche, Monica SantosNeste trabalho reportamos a produção da primeira armadilha magneto-ótica que confina simultaneamente duas espécies atômicas distintas: Sódio e Potássio. Para podermos realizar este aprisionamento, foi necessário vencer algumas dificuldades técnicas que justificam, inclusive, a escolha dos elementos utilizados. Nossa armadilha também foi utilizada para realizar o primeiro estudo de colisões frias entre átomos de espécies diferentes. Experimentalmente, as informações sobre essas colisões são obtidas através da medida da dinâmica de perdas da armadilha de S6dio em presença e ausência de átomos frios de Potássio. Observamos que o efeito de colisões heteronucleares e dez vezes menor do que as homonucleares. Esta diferença já era esperada devido ao menor alcance dos potenciais de interação entre átomos no caso de espécies distintas. Nossos resultados são comparados a uma teoria semi-clássica simples e se encontram em bom acordo com as previsões. Introduzimos uma nova técnica que consiste em mudar repentinamente a intensidade do laser aprisionador e observar a variação do número de átomos aprisionados. Medimos a taxa de perdas por colisão entre átomos de Potássio frios como função da intensidade do laser aprisionador. Essa técnica nos permite alcançar o regime de baixas intensidades, inclusive abaixo da intensidade de saturação, sem as limitações da técnica tradicional. Aplicamos essa técnica ao aprisionamento simultâneo e medimos a taxa de perdas por colisão do sódio na presença e ausência de potássio. Com essa medida somos capazes de estimar a seção e choque entre sódio e potássio ambos no estado fundamentalItem Átomos de Rydberg frios(2015-12-08) Marcassa, Luis GustavoA tentativa de estabelecer uma linha de pesquisa em átomos de Rydberg frios vem sendo desenvolvida por nós desde 1996. Nesse período, foi necessária a familiarização com as técnicas de excitação e detecção de tais átomos. Hoje esse é o único grupo no país a estudar átomos de Rydberg, utilizando a detecção por campo ionizante pulsado. Usando essas técnicas mede-se o tempo de vida do estado 27D em Rb com grande precisão e estuda-se um processo colisional envolvendo transferência de energia. Foi desenvolvido modelo semi-clássico para explicar esse processo. Pretende-se medir os tempos de vida de estados de Rydberg entre 27 n 45 para os estados S, P e D. Esse é um importante parâmetro nos processos colisionais, por essa razão seu conhecimento preciso é fundamental para determinar a evolução temporal dos processos colisionais envolvendo átomos de Rydberg. Serão estudados os processos colisionais com transferência de energia, variando-se o número quântico principal. Isso deverá permitir melhor comparação com o modelo semi-clássico.Item Manutenção de sistema de laser de argônio e Ti:safira(2015-12-08) Marcassa, Luis GustavoNeste projeto solicitamos recursos para manutenção de um sistema laser constituído de um laser de argônio e um Ti: safira. Este equipamento é altamente usado em nosso laboratório em experimentos de resfriamento de átomos alcalinos para estudos colisionais.Item Gases bosônicos e fermiônicos em armadilhas ópticas(2015-12-08) Marcassa, Luis GustavoA produção de gases quânticos, tanto bosônicos como fermiônicos, é uma realidade atualmente em vários laboratórios no mundo. Infelizmente, devido à natureza quântica dos férmions, sua produção em ultra baixa temperaturas só pode ocorrer através do contato com um gás bosônico, requerendo assim uma mistura de espécies atômicas. Após a produção destas misturas, inúmeros experimentos podem ser realizados, como por exemplo: criação de vórtices, superfluidez, termodinâmica, produção de moléculas polares, e transição de Mott de superfluído para isolante. A transição de Mott em condensados bosônicos tem o potencial de permitir uma interface entre a Física Atômica e a Física da Matéria Condensada. Neste projeto proponho iniciar uma nova linha de pesquisa em meu laboratório envolvendo gases quânticos bosônicos e fermiônicos aprisionados em uma armadilha de dipolo. O objetivo principal deste projeto é estudar as colisões atômicas neste regime de temperatura, tanto envolvendo amostras heteronucleares (KRb) quanto átomos de Rydberg. Ambas as áreas enquadram-se em uma evolução natural de pesquisas bem sucedidas em meu laboratório. Os experimentos planejados nestas amostras envolvem a obtenção de um condensado de Rb em uma armadilha de dipolo; obtenção de um gás fermiônico de K em uma mistura K/Rb; formação e estudo de moléculas homonucleares e heteronucleares em armadilha de dipolo; e átomos de Rydberg em armadilhas de dipolo. Ao final deste projeto estaremos em condições de iniciar uma nova era de experimentos envolvendo a transição de Mott.Item Manipulação de colisões atômicas em armadilhas ópticas(2015-12-08) Marcassa, Luis GustavoNos últimos anos, nosso laboratório dominou completamente a técnica de armadilhas ópticas de dipolo. Atualmente, produzimos de forma cotidiana amostras aprisionadas de uma ou duas espécies atômicas, utilizando lasers em 1.06 µm e ou em 10.6 µm. Tais amostras possuem em geral 106 átomos aprisionados em densidades de 1012 átomos/cm3 e temperaturas menores que 20 µK. Atualmente, esta amostra aprisionada é o ponto de partida de qualquer tipo de experimento moderno em Física Atômica. O objetivo deste projeto é utilizar nossas armadilhas ópticas de dipolo para manipular os processos colisionais, seja envolvendo átomos de Rydberg e ou colisões heteronucleares. Com átomos de Rydberg, desejamos estudar a anisotropia nos potenciais de longo alcance através de microestruturas espaciais. Nas amostras heteronuclear, utilizaremos a armadilha de dipolo para aprisionar a amostra atômica heteronuclear; fotoassocia-lá e aprisionar as moléculas frias. Processos de bombeamento serão utilizados para produzir moléculas no estado vibracional fundamentalItem Átomos, íons e campos em armadilhas e cavidades(2015-12-08) Mizrahi, Salomon SylvainEste projeto de pesquisa será desenvolvido concomitantemente no Departamento de Física e Ciência dos Materiais do Instituto de Física de São Carlos (DFCM/IFSC/USP) e no Departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos (I)F/UFSCar). A parte que será desenvolvida no IFSC/USP subdivide-se em três tópicos: (a) colisões frias mediadas por fótons, (b) condensados de Bose-Einstein de átomos alcalinos confinados magneticamente e (c) propriedades dos espaços de fases quântico, contínuo e discreto, com ênfase na reconstrução de estados quânticos por detecção homódina. A parte que será desenvolvida no DF/UFSCar subdivide-se em cinco tópicos: (d) influência dos efeitos quânticos no movimento e nas colisões de átomos ultrafrios, (e) fenômenos quânticos em cavidades com paredes móveis, (f) decoerência e relaxação em sistemas quânticos acoplados, (g) implementaçao e tratamento de erros dos processos quânticos de comunicação e computação e finalmente (h) engenharia de estados não-clássicos do movimento de centro de massa de um íon aprisionado: (a) Colisões frias mediadas por fótons. Esta linha de pesquisa desdobra-se em três subtópicos: fotoassociação de átomos frios, supressão e controle ópticos de colisões frias e perdas atômicas de armadilhas magneto-ópticas. Encontraremos as formas de linha do espectro de fotoassociação obtidas envolvendo átomos alcalinos terrosos em estados de simetrias 1S e 1P...Item Átomos frios no regime quântico e não quântico: colisões atômicas e outros experimentos(2015-12-08) Bagnato, Vanderlei SalvadorDesde 1989, nosso laboratório tem feito esforços para formar uma adequada infra-estrutura que nos permitisse realizar pesquisas na área de átomos frios. Ao longo destes dez anos o laboratório foi formado, permitindo ao nosso grupo atuar de forma pioneira em vários tópicos envolvendo resfriamento e aprisionamento atômico. Foram 34 estudantes de pós-graduação formados, 120 artigos publicados em revistas internacionais, mais de 150 apresentações em conferências internacionais, vários artigos e conferências convidadas em encontros internacionais. Dois projetos temáticos e alguns projetos individuais permitiram que fosse possível criar nossa infra-estrutura. O projeto que agora apresentamos é uma continuação deste esforço, procurando sempre atuarmos assuntos modernos da Ciência. Neste projeto cobriremos três tipos de experimentos envolvendo átomos frios aprisionados por laser ou por campos magnéticos. Numa primeira classe de experimentos, continuaremos estudando colisões atômicas frias. Durante os últimos anos conseguimos ser os pioneiros no estudo de colisões heteronucleares frias. Neste projeto realizaremos uma seqüência de estudos relacionados com as misturas de alcalinos Na/K, K/Rb, Rb/Cs e K/Cs. Com isto teremos coberto todas as misturas e estaremos entendendo melhor o sistema Rb/Cs, considerado um dos melhores sistemas para a investigação de estados ligados heteronucleares usando a técnica de foto-associação de um e dois fótons. Conhecendo-se os estados ligados de longo alcance da molécula, pretendemos medir o chamado comprimento de espalhamento no caso heteronuclear (al2), usando para isto as chamadas oscilações de Franck-Condon nas linhas espectrais dos estados ligados. Ainda dentro das colisões frias pretendemos investigar a existência de colisões envolvendo mudança de estados hiperfinos. Este é um tema recente, com inúmeros debates, e que temos uma excelente alternativa para abordá-lo. Numa segunda classe de experimentos estaremos envolvidos com a Condensação de Bose-Einstein (BEC). Concluiremos o experimento que ora estamos realizando, envolvendo a condensação de átomos de sódio numa armadilha tipo "cloverleaf" cujas medidas termodinâmicas e colisões atômicas serão investigadas. Em seguida deveremos partir para a investigação de fenômenos críticos associados com a excitação de modos topológicos no condensado. Através de uma modulação espaço-temporal pretendemos estudar a dinâmica de transferência de átomos do estado fundamental do potencial para os estados excitados. Aspectos teóricos e práticos deste problema serão abordados. A conexão da armadilha mista com gases quânticos se dará na realização de um condensado misto envolvendo duas espécies simultaneamente. Neste novo sistema quântico, vários experimentos inéditos serão realizados. Finalmente numa terceira classe de experimentos pretendemos utilizar átomos frios em várias aplicações. Dando continuidade ao nosso programa de metrologia científica dentro do qual estamos construindo uma "fountain" atômica pretendemos colocá-la em funcionamento, avaliando seu desempenho e realizando estudos que envolvem medidas precisas de deslocamentos de freqüência como "collisional shift", "magnetic field shift" e outros. Além da aplicação de átomos frios em metrologia, também esperamos aplicá-los para a realização de medidas espectroscópicas de alta resolução e outros experimentos.Item Colisões ultra-frias e experimentos com gases no regime quântico(2015-12-08) Bagnato, Vanderlei SalvadorNeste projeto realizaremos estudos de colisões envolvendo átomos frios mantidos numa armadilha magneto-óptico e pretendemos obter uma amostra gasosa de átomos de sódio no regime de condensação de Bose-Einstein. Processos como mudança de estrutura hiperfina, photoassociação envolvendo os potenciais de longo alcance e fotoionizações associativas deverão ser estudadas para obtenção de secções de choque e potenciais interatômicos. O aprisionamento simultâneo de duas espécies atômicas distintas mantidas na mesma armadilha deverá proporcionar o estudo de colisões homo e heteronucleares. Na parte de condensação de Bose-einstein pretendemos desenvolver estudos que nos possibilite entender como o encontro atômico se processa neste regime quântico e também determinar certas propriedades termodinâmicas do gás como capacidade térmica e propriedades de transporte. Investigações sobre mudanças no comprimento de espalhamento causadas opticamente serão estudadas.Item Experimentos com átomos aprisionados e feixes atômicos resfriados(2015-12-08) Bagnato, Vanderlei SalvadorPropomos a realização de experimentos envolvendo átomos frios desacelerados e aprisionados. Utilizando as técnicas por nós desenvolvidas e estudadas nos últimos anos, estudaremos a formação de estruturas espaciais com átomos frios, processos colisionais, aprisionamento de íons, e outros.