Como a presença de mecanismos dissipativos afeta o estado superfluido de um sistema quântico

• Processo: 24/13165-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Patrícia Christina Marques Castilho
• Beneficiário: Patrícia Christina Marques Castilho
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Gases atômicos ultrafrios
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gases quânticos bidimensionais | Mecanismos dissipai-vos | Superfluido | vórtices quantizados | Gases Quânticos

Resumo

Neste projeto, iremos utilizar um novo sistema experimental produzindo gases quânticos bidimensionais (2D) como uma plataforma de simulador quântico a fim de explorar a interação entre um superfluxo coerente e mecanismos dissipativos, aumentando a nossa compreensão de como tais mecanismos afetam o estado superfluido de um sistema quântico de muitos corpos. Seguindo as trajetórias de vórtices deterministicamente criados em um gás Bose 2D uniforme com resolução submícron e o decaimento de um superfluxo em um anel atômico 2D na presença de vórtices fixos/móveis, esperamos obter os coeficientes de atrito mútuo e de difusão para um superfluido 2D onde o estado superfluido é obtido através da transição de fase Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT). O papel mais proeminente das flutuações térmicas em sistemas 2D, inibindo a obtenção de um estado completamente coerente com uma fase bem definida, certamente afetará a dinâmica dos vórtices e de conjuntos de vórtices que serão exploradas em função da temperatura da nuvem atômica, nas proximidades do ponto crítico para a transição BKT. Neste contexto, espera-se que fases exóticas de vórtices apareçam na presença quando introduzido mecanismos capazes de fixá-los. Relacionando nossos resultados com o comportamento de outros sistemas quânticos mais complexos, por ex. materiais supercondutores do tipo II, nossos resultados poderão fornecer uma melhor compreensão desses sistemas e fomentar o desenvolvimento de novos estados da matéria e dispositivos tecnológicos onde a dissipação poderia ser fortemente suprimida. (AU)