Desenvolvimento de um magnetômetro atômico com luz comprimida para sensoriamento quântico.

• Processo: 26/08871-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Hans Marin Florez
• Beneficiário: Norman Vincenz Ewald
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/08522-0 - Magnetômetro atômico vetorial com luz comprimida para aplicações medicas, indústria e comunicação., AP.QUTIA.JP
• Assunto(s): Física atômica Magnetometria Óptica não linear Óptica quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Física Atômica | magnetometria | Óptica Não Linear | Óptica Quântica | sensoriamento quântico | Ótica quantica

Resumo

Os magnetômetros atômicos têm despertado crescente interesse devido à sua alta sensitividade, alta taxa de aquisição de dados e baixo consumo energético, características que os tornam promissores para aplicações em medicina, imageamento magnético industrial e, mais recentemente, comunicação magnética. Embora essa tecnologia esteja sendo amplamente desenvolvida em diversos centros de pesquisa ao redor do mundo, ainda não há demonstrações consolidadas de sua implementação no Brasil. Nesse contexto, esta proposta prevê a contribuição do pós-doutorando no desenvolvimento do primeiro magnetômetro vetorial no país, baseado em estados vestidos por radiofrequência e com sensibilidade aprimorada por meio do uso de luz comprimida.Uma das linhas de pesquisa em que o pós-doutorando atuará visa explorar essa técnica utilizando diferentes espécies atômicas, bem como sua implementação em células microfabricadas, com o objetivo de viabilizar a miniaturização dos dispositivos e o desenvolvimento de sensores compactos para diversas aplicações. O uso de campos de radiofrequência e de spins linearmente polarizados confere robustez ao sensor, permitindo sua operação tanto em ambientes magneticamente blindados quanto não blindados. Adicionalmente, a proposta contempla o estudo de co-magnetômetros, nos quais a resposta magnética de átomos alcalinos é acoplada à de gases nobres, possibilitando sua utilização como giroscópios de alta sensitividade.Uma segunda linha de pesquisa tem como objetivo a geração de luz comprimida para aumentar a sensitividade dos magnetômetros. Essa luz pode ser produzida por meio de um oscilador paramétrico óptico (OPO), baseado em processos de mistura de quatro ondas (4WM) em vapores atômicos quentes. O uso de OPOs constitui uma alternativa eficiente para a geração de luz comprimida em espécies alcalinas com estruturas hiperfinas complexas. Além disso, a utilização de células contendo espécies híbridas abre novas perspectivas para o desenvolvimento de fontes inovadoras de luz comprimida.O pós-doutorando contribuirá com sua formação técnica no desenvolvimento experimental do projeto, além de supervisionar estudantes de doutorado e graduação envolvidos na pesquisa associada ao projeto Jovem Pesquisador. Também participará ativamente da redação de artigos científicos para a divulgação dos resultados obtidos. (AU)