Redes ópticas de gases de estrôncio em regime quântico degenerado

• Processo: 10/18897-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Philippe Wilhelm Courteille
• Beneficiário: Helmar Bender
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 98/14270-8 - Centro de Ciências Ópticas e Fotônica, AP.CEPID
• Assunto(s): Redes ópticas Gases atômicos ultrafrios Condensado de Bose-Einstein Estrôncio Armadilha magneto-óptica Nível degenerado de energia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: degeneração quântica | Estrôncio | gás ultrafrio | montagem experimental | Rede Óptica | gases quânticos frios

Resumo

O estrôncio é uma das espécies atômicas mais interessantes para gases quânticos frios, devido à existência de transições estreitas e ultra-estreitas. Por exemplo, armadilhas magneto-ópticas (MOT) operadas em estreitas transições ópticas são livres de problemas causados por aprisionamento de radiação. A densidade muito elevada obtida em MOTs de estrôncio incita buscas da localização de Anderson da luz. Além disso, as transições ultra-estreitas tornam o estrôncio um candidato de primeira ordem para a próxima geração de relógios atômicos em frequências ópticas. Recentes ideias propõem confinar estrôncio em redes ópticas, assim subtraindo-o do impacto de colisões desastrosas. Outra razão para o interesse em estrôncio é a existência de vários isótopos fermiônicos e bosônicos estáveis, alguns dos quais já foram resfriados até degenerescência quântica. Finalmente, o estrôncio é um dos favoritos para a realização de redes ópticas exóticas, tais como redes em forma de diamante, que são caracterizadas pela existência de bandas fotônicas proibidas omnidirecionais. A última razão é o ponto de partida de uma nova experiência a ser criada no Instituto de Física de São Carlos da USP. O objetivo da experiência é a criação de uma rede óptica uniformemente preenchida com um gás de estrôncio ultrafrio e o estudo da sua estrutura de bandas fotônicas. É interessante notar que, apesar da importância fundamental da área de redes ópticas, eles ainda não foram implementados no Brasil.A concepção e a realização da montagem será, sob a minha supervisão, a tarefa de Dr. Helmar Bender. Ele também calculará a estrutura de bandas fotônicas de vários tipos de redes e auxiliará na supervisão e orientação de um estudante de doutoramento e de estudantes de mestrado envolvidos com essa experiência. Helmar Bender, que está atualmente fazendo seu doutorado na Universidade de Tübingen, é muito interessado nesta tarefa. Durante sua tese, o senhor Bender criou um experimento para estudar as forças de Casimir-Polder exercidas por uma superfície sólida em átomos livres usando condensados de Bose-Einstein de rubídio como uma sonda. Ele adquiriu uma experiência considerável em como conceber, planejar e realizar experiências de óptica atômica de alto nível. Sua participação será de importância primordial para um progresso rápido do projeto. (AU)