Gases bosônicos e fermiônicos em armadilhas ópticas

Abstract

A 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.