Processos de auto-organização e propriedades do transporte de luz em nuvens atômicas frias

Resumo

A radiação eletromagnética que atinge nossos olhos a cada instante raramente é proveniente de sua fonte direta. Olhando para uma árvore ou para o céu, observa-se a luz solar espalhada por um número imenso de partículas microscópicas. A depender das características dos espalhadores e do seu comportamento coletivo, as propriedades do transporte de luz podem ser alteradas drasticamente. Isso faz do espalhamento coletivo de luz um problema de importância fundamental. Por outro lado, nuvens de átomos frios tem-se mostrado plataformas versáteis, que permitem simular em laboratório sistemas mais complexos, como cristais fotônicos ou sistemas de astrofísica. Particularmente interessantes são os fenômenos coletivos que afloram na presença de luz, tais como o surgimento de forças interatômicas, que conduzem ao que denomina-se "estresse óptico". Este projeto visa a utilização de nuvens atômicas frias para o estudo das propriedades de transporte de luz em meios densos, além de entender como os processos de reorganização alteram esse transporte. Primeiramente, pretendemos entender como as propriedades de transporte de luz são afetadas por forças ópticas e como a luz influencia o movimento dos átomos. Em seguida, objetivamos analisar se a reorganização dos átomos, na presença de altas densidades de matéria ou de fótons, pode levar a alguns comportamentos singulares, como "bolhas de fótons". Finalmente, aspiramos encontrar regimes onde processos de auto-organização de partículas são acionados. (AU)