Planejamento de armadilha magneto-óptica bidimensional como fonte de átomos frios de Disprósio

• Processo: 25/07097-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Emanuel Alves de Lima Henn
• Beneficiário: Vinícius Albuquerque de Medeiros Gonçalves
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Armadilha magneto-óptica Átomos ultrafrios Resfriamento e aprisionamento de átomos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Armadilha Magneto-óptica | átomos ultrafrios | Mot 2D | resfriamento de átomos | Resfriamento e aprisionamento de átomos

Resumo

As armadilhas magneto-ópticas (MOTs) são ferramentas centrais em experimentos de resfriamento e aprisionamento de átomos neutros. Em particular, as configurações bidimensionais (MOT 2D) têm se consolidado como etapas intermediárias eficientes entre a vaporização de átomos e sua posterior captura em armadilhas mais elaboradas. Nesses sistemas, a MOT 2D atua como uma fonte de feixe atômico frio, que pode ser direcionado para uma câmara limpa onde se realizam etapas avançadas de resfriamento. Essa abordagem oferece vantagens significativas frente a métodos tradicionais, como o desacelerador Zeeman, sendo mais compacta, robusta e com menor demanda de recursos ópticos e técnicos.Nos últimos anos, a técnica de MOT 2D foi aplicada com sucesso a diversas espécies atômicas, incluindo recentemente o Disprósio - um elemento do grupo dos lantanídeos, conhecido por sua estrutura eletrônica complexa e elevada temperatura de vaporização. Essa demonstração abre caminho para sua adoção em novos experimentos com esse elemento.No contexto deste projeto, propõe-se o estudo e planejamento da implementação de uma armadilha magneto-óptica bidimensional no sistema experimental do nosso laboratório, que atualmente utiliza um desacelerador Zeeman para resfriar átomos de Disprósio com eficiência limitada. O objetivo é avaliar a viabilidade da substituição por uma MOT 2D, considerando as restrições geométricas e instrumentais do sistema atual. Para isso, serão estudados os princípios físicos do aprisionamento óptico e as particularidades do Disprósio, seguidos do cálculo dos parâmetros relevantes - como campos magnéticos e feixes laser - necessários à adaptação da técnica ao nosso aparato experimental.