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Desenvolvimento de um sensor de gravidade contínuo

Processo: 14/17688-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de novembro de 2014
Vigência (Término): 15 de janeiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
Pesquisador responsável:Philippe Wilhelm Courteille
Beneficiário:Fagner Rodrigues Todão
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/04162-5 - Desenvolvimento de sensores quânticos com átomos ultrafrios, AP.TEM
Assunto(s):Condensado de Bose-Einstein   Resfriamento e aprisionamento de átomos   Giroscópio   Interferometria   Gravimetria   Eletrodinâmica quântica em cavidades

Resumo

Sensores de gravidade são dispositivos indispensáveis para inúmeras aplicações tanto na indústria como em pesquisa fundamental. Esforços recentes de aperfeiçoamento de gravímetros baseados em interferometria atômica alcançaram precisões notáveis. Uma técnica particularmente atraente traduz a força de aceleração gravitacional em uma medição da frequência de oscilações de Bloch de átomos refrigerados por laser e confinados em uma onda de luz estacionária vertical. Em gravímetros modernos as oscilações são medidas através do estado dos átomos após um tempo de evolução variável. A medição é destrutiva, e novas amostras atômicas devem ser preparadas para cada escolha do tempo de evolução. Para superar a natureza destrutiva das medições em gravímetros atômicos, propomos neste projeto uma nova técnica que permite monitorar as oscilações de Bloch in vivo. A ideia consiste em deixar os átomos interagir com uma cavidade em anel de alta fineza operada em regime de eletrodinâmica quântica de cavidade. Com átomos alcalinos, que são mais comumente utilizados em experimentos envolvendo resfriamento óptico, este regime permanece inacessível com cavidades anelares, que, por construção, têm dimensões macroscópicas. Propomos uma forma de contornar esse problema usando estrôncio excitado em sua linha de intercombinação estreita. No Instituto de Física de São Carlos combinamos perícia técnica na construção de cavidades anelares e no aprisionamento e resfriamento de estrôncio. Do outro lado, estamos envolvidos em colaborações estreitas com grupos de pesquisa internacionais trabalhando nestas áreas. O estudante de graduação em Química no IQSC, Fagner Todão, se juntou a nosso grupo como estagiário em Agosto de 2014 desenvolvendo um interesse continuamente crescente e mostrando um grande talento em física experimental. O desejo manifestado por ele em fazer estágios prolongados em laboratórios colaboradores estrangeiros é uma chance tanto para sua formação quanto para o nosso grupo inteiro, pois reforça as conexões com os grupos estrangeiros e facilita a transferência de tecnologia mútua. A bolsa será vinculada ao Projeto Temático FAPESP 2013/ 04162-5. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MORIYA, P. H.; ARAUJO, M. O.; TODAO, F.; HEMMERLING, M.; KESSLER, H.; SHIOZAKI, R. F.; CELISTRINO TEIXEIRA, R.; COURTEILLE, PH W. Comparison between 403 nm and 497 nm repumping schemes for strontium magneto-optical traps. JOURNAL OF PHYSICS COMMUNICATIONS, v. 2, n. 12 DEC 2018. Citações Web of Science: 1.

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