Estabelecimento de um aparato experimental para o estudo de gases quânticos dipolares

Resumo

Esta proposta visa o estabelecimento de uma linha de pesquisa para o estudo experimental de gases quânticos com fortes interações dipolares, especificamente estudando-se átomos de disprósio. Disprósio é o átomo mais magnético da tabela periódica e, recentemente, demonstrou-se que é possível aprisionar e resfriar seus isótopos, tanto bosônicos quanto fermiônicos, até a degenerescência quântica. Abriu-se assim a possibilidade de verificação e estudo das inúmeras previsões teóricas feitas para este tipo de sistema com interações dipolares, dentre as quais incluem-se: modelos de cristais líquidos, excitações elementares do tipo máxon-róton e fases do tipo super-sólido em redes ópticas. Além de toda a variedade de fenômenos exclusivos de sistemas dipolares, cada um dos aspectos da Física de gases quânticos, extensivamente investigada ao longo dos últimos 20 anos, sofre modificações, em graus variados, devido à natureza das interações, anisotrópicas e de longo alcance. Este projeto se propõe a estabelecer esta linha de pesquisa, inexistente no país, em gases quânticos ultrafrios com interações dipolares. Nossos objetivos específicos são (i) construir um sistema experimental a fim de produzir nuvens quânticas ultrafrias de disprósio; (ii) estudar o comportamento termodinâmico do gás ultrafrio e seus desvios com relação às previsões teóricas para sistemas não-dipolares; (iii) estudar excitações coletivas e sua dependência com a interação dipolar nas nuvens ultrafrias e (iv) estudar excitações do tipo-vórtice na nuvem dipolar. (AU)