Átomos ultrafrios em geometrias complexas

• Processo: 25/20762-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Arnaldo Gammal
• Beneficiário: Vinícius Zamprônio Pedroso
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/01533-7 - Dinâmica de sistemas de muitos corpos V, AP.TEM
• Assunto(s): Átomos ultrafrios
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bose-Einstein condensates | Superfluids | Supersolids | Átomos ultrafrios

Resumo

Átomos e moléculas ultrafrios fornecem uma plataforma versátil para simulação quântica, permitindo a exploração de fases exóticas da matéria, como supersólidos, gotículas quânticas e estados fortemente correlacionados. Este projeto investiga o papel de geometrias complexas, especificamente confinamentos quase periódicos e fractais, no surgimento de novas fases quânticas em gases bosônicos. Em redes ópticas quase periódicas, exploraremos como interações de longo alcance e aperiodicidade podem dar origem a supersólidos não convencionais, incluindo a possível realização do tão almejado supersólido de Andreev-Lifshitz. Em geometrias fractais, pretendemos estudar gases de Bose em dimensões não inteiras, onde a interação de interações e geometria pode levar a estados de borda e vértice topologicamente protegidos, com potenciais aplicações em tecnologias quânticas. Nossa abordagem combina métodos de campo médio, como a equação de Gross-Pitaevskii, com simulações de Monte Carlo Integral de Caminho não enviesadas para capturar fortes efeitos de correlação. Com códigos de simulação já implementados e validados, o projeto se concentrará na geração e análise de conjuntos de dados numéricos em larga escala, seguidos pela disseminação dos resultados por meio de publicações e apresentações em conferências. Os resultados esperados incluem o avanço da nossa compreensão da supersolididade, cruzamento dimensional e topologia em gases quânticos, abrindo assim novos caminhos tanto para a física fundamental quanto para a simulação quântica. (AU)