Repositório Institucional IFSC
URI permanente desta comunidadehttp://143.107.180.6:4000/handle/RIIFSC/1
Navegar
6 resultados
Resultados da Pesquisa
Item Production of a Bose-Einstein condensate of sodium atoms and investigation considering non-linear atom-photon interactions(2016-11-17) Peñafiel, Edwin Eduardo PedrozoIn this work we constructed an experimental system to realize a BEC of sodium atoms. In the first part of the work, we study two atomic sources in order to choose the most suitable for our system. The comparison between a Zeeman slower and a bidimensional magnetooptical trap (2D-MOT) was performed to evaluate the capacity of producing an appropiate flux of atoms in order to load a tridimensional magneto-optical trap (3D-MOT). The experimental results show that the 2D-MOT is as efficient as the Zeeman slower with the advantage of being more compact and easier to operate, and for these reasons we choose it as our source of cold atoms. After this, the experimental apparatus to produce a Bose-Einstein condensate was constructed and characterized. With this experimental system we realized all the required stages to achieve the Bose-Einstein condensation (BEC). Initially, we characterized and compared the performance between the Bright-MOT and Dark-SPOT MOT of sodium atoms, observing the great advantages this last configuration offers. Afterward, we implemented the experimental sequence for the achivement of the BEC of sodium atoms. After the optical molasses process, the atoms are tranferred to an optically plugged quadrupole trap (OPT) where the process of evaporative cooling is performed. With this setup, we achive a sodium BEC with ∼ 5×105 atoms and a critical temperature of ∼ 1.1 μK. Finally, with the constructed and characterized machine, we started to perform experiments of cooperative absorption of two photons by two trapped atoms. With the new system, we wanted to take advantage of the higher densities in the magnetic trap and BEC to explore some features of this phenomenon in the classical and quantum regimes. We were interested in exploring some features of this nonlinear light-matter interaction effect. The idea of having two or more photons interacting with two or more atoms is the beginning of a new possible class of phenomena that we could call many photons-many body intercation. In this new possibity, photons and atoms will be fully correlated, introducing new aspects of interactions.Item Dinâmica de um condensado de Bose-Eintein contendo sólitons(2015-04-08) Smaira, André de FreitasCondensados de Bose-Einstein (BEC) são sistemas macroscópicos excelentes para a observação do comportamento quântico da matéria. Desde sua obtenção experimental em gases atômicos alcalinos diluídos aprisionados por campos magnéticos, há importantes aspectos relacionados a esse sistema que foram intensamente explorados, como os modos coletivos do BEC harmonicamente aprisionado, seu tunelamento através de barreiras de potencial e os estados excitados desse sistema, incluindo vórtice e sóliton. O último consiste de pacote de onda localizado, que propaga sem mudança de forma. Nesse trabalho, investigamos os novos aspectos que surgem da dinâmica de um sistema composto (condensado aprisionado contendo um sóliton). Há muitos estudos tratando cada parte separadamente: estado fundamental do BEC ou um sóliton em um BEC infinito uniforme estacionário. Estamos nos baseando nessas análises prévias, além da simulação numérica de campo médio do nosso sistema submetido a diferentes condições iniciais (BEC aprisionado no mínimo do potencial harmônico ou BEC deslocado na armadilha contendo um sóliton, além de uma deformação no potencial) para caracterizar a dinâmica desse sistema. Alguns dos nossos resultados puderam ser explicados por meio de predições analítica da chamada aproximação de Thomas-Fermi. Ao final, comparamos as simulações de campo médio (equação de Gross-Pitaevskii) com as advindas da teoria de múltiplos orbitais a fim de justificar o regime de validade da nossa teoria.Item 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 Criado novo protótipo que mede força gravitacional(São Carlos Dia e Noite, 2015-08-21) São Carlos Dia e NoiteO condensado de Bose-Einstein é uma nuvem constituída por 100 mil átomos resfriados em temperaturas extremamente baixas, quando esses átomos frios atingem uma temperatura próxima do zero absoluto, se comportam como ondas, esse fato permite o desenvolvimento de técnicas de interferometria atômica. Baseados nessas técnicas um novo protótipo de gravímetro atômico, instrumento que poderá medir a força gravitacional da Terra, em escala microscópica, em tempo real e com alta precisão, está sendo criado por pesquisadores do IFSC, sob coordenação do docente Prof. Dr. Philippe Wihelm Courteille, que explica que embora haja dispositivos semelhantes ao novo instrumento, o equipamento desenvolvido na unidade permite adquirir dados do movimento do condensado, sem destruí-lo, o que por hora não é possível com o uso dos dispositivos semelhantes.