Controle quântico da matéria ultrafria

Resumo

O presente projeto tem como tema de pesquisa o controle da dinâmica de átomos ultrafrios aprisionados em armadilhas atômicas. O projeto se apoia em dois eixos principais de investigação teórica: (i) o controle da formação de moléculas por fotoassociação e (ii) o controle da dinâmica da função de onda macroscópica de condensados de Bose-Einstein. O objetivo central da presente proposta é desenvolver e aplicar técnicas de controle quântico a estes dois problemas, permitindo assim aferir o grau de controlabilidade dos sistemas, bem como elucidar a relação entre os controles e as correspondentes dinâmicas dos sistemas. Na fotoassociação, pares de átomos em colisão são ligados para formar moléculas diatômicas através da ação de um laser externo especialmente modulado para esse fim. O controle desse processo tem o objetivo de criar amostras de moléculas ultrafrias e vibracionalmente estáveis que possam ser utilizadas em diversas aplicações, como em computação quântica. O controle da dinâmica de condensados de Bose-Einstein visa levar o condensado de um estado inicial para um estado final desejado, especificado por uma função de onda macroscópica. A dinâmica pode ser controlada pela modulação tanto do potencial de confinamento da armadilha atômica quanto do comprimento de espalhamento. Será investigado o controle da formação de vórtices e a relação com o surgimento do comportamento turbulento do fluido quântico. Com essas investigações, o projeto visa contribuir com o desenvolvimento e com a aplicação da teoria de controle quântico ao estudo da matéria ultrafria. (AU)