Instabilidade de Rayleigh-Taylor quântica em gases de bósons bidimensionais

• Processo: 22/09880-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Patrícia Christina Marques Castilho
• Beneficiário: Pedro Henrique Cook Cunha
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Gases atômicos ultrafrios Instabilidade Instabilidade hidrodinâmica Superfluidez
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gases atômicos bidimensionais | Instabilidade de Rayleigh-Taylor | Instabilidades hidrodinamicas | Superfluidez | Gases Quânticos

Resumo

Instabilidades hidrodinâmicas estão presentes em uma grande variedade de fenômenos do nosso dia-a-dia. As ondas dos oceanos, a organização de gotas de água em uma teia de aranha e as nuvens em formato de cogumelo resultado de erupções vulcânicas são todos exemplos de tais instabilidades. No caso de fluidos quânticos, instabilidades hidrodinâmicas quânticas, análogas àquelas de fluidos clássicos, estão relacionadas às propriedades superfluidas desses sistemas. Um exemplo nesta direção é a instabilidade de Rayleigh-Taylor quântica que pode ser sistematicamente estudada em sistemas de gases ultrafrios graças ao alto nível de controle e detecção destes sistemas. Neste projeto de doutorado direto, propomos a excitação do análogo quântico da instabilidade de Rayleigh-Taylor em um gás de bóson bidimensional (2D) degenerado e o subsequente estudo da dinâmica das excitações provenientes desta instabilidade. Para isso, um novo sistema experimental será construído combinando as últimas tecnologias utilizadas neste tipo de sistema experimental a fim de possibilitar a criação de gases bidimensionais com interação variável e sujeitos a potenciais e perturbações arbitrárias garantindo as condições necessárias à observação inédita da instabilidade de Rayleigh-Taylor neste contexto. (AU)