Gases Quânticos Bidimensionais - Experimentos

Imagem da gata Kika projetada por um “Digital micromirror device” (DMD).
  • Neste experimento, ainda em fase de construção no CEPOF, estamos interessados em estudar o estado superfluido e a transição de fase que ocorre em sistemas de gases atômicos bidimensionais. Além deste interesse de caráter mais fundamental, pretendemos também utilizar estes gases como plataformas experimentais para o desenvolvimento de simuladores quânticos.

    Este experimento conta com o financiamento de um Projeto Inicial (PI) lançado em 2022 (ver projetos selecionados) com o título “Instabilidades hidrodinâmicas em gases de bósons bidimensionais”, um Projeto Temático em “Tecnologias Quânticas de segunda geração”, ambos da FAPESP e um projeto na Chamada Universal 2023 do CNPq, “Átomos ultrafrios na transição dimensional 3D-2D”.

    Estamos à procura de estudantes talentosos e motivados (mestrado e doutorado) para se juntarem à equipe. Mulheres são fortemente encorajadas a aplicar.

    Contato: patricia.castilho@ifsc.usp.br

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O novo experimento: 2D-K

Este novo experimento em desenvolvimento no CEPOF utilizará das últimas tecnologias desenvolvidas para experimentos de átomos ultrafrios a fim de produzir gases quânticos bidimensionais uniformes com interação variável e sujeitos a perturbações localizadas de modo a estudar as suas propriedades superfluidas. Para isso, o regime bidimensional será obtido a partir do forte confinamento de um gás tridimensional realizado por uma rede óptica com espaçamento variável (“accordion lattice”). Na sequência, a armadilha bidimensional será realizada por meio de uma armadilha óptica com o perfil de intensidade modelado por um dispositivo de modulação espacial da luz, o “digital micromirror device” DMD composto por um array de 1024 x 768 microespelhos quadrados de 13.7 µm que podem ser controlados independentemente refletindo ou não a luz na direção da nuvem atômica. Utilizando de uma objetiva microscópica para realizar a imagem do DMD no plano da nuvem atômica, é possível “desenhar” armadilhas bidimensionais e perturbações localizadas com resolução da ordem de 1µm. Por fim, um sistema de imagem de alta resolução permitirá a implementação de técnicas quase não-destrutivas capazes de observar a nuvem atômica aprisionada (in situ) garantindo a possibilidade de seguir o seu comportamento dinâmico.

Esquema ilustrativo da rede óptica responsável por atingir o regime bidimensional.

Notícias

08 de dezembro de 2023

Nosso laboratório

Bem-vindos ao nosso laboratório!

Inauguramos o nosso laboratório!

Depois de uma rápida reforma, levamos as mesas ópticas para uma sala ainda vazia, mas cheia de potencial. Nossa equipe está animada para transformar este espaço em um laboratório de gases quânticos de verdade.

Agradecemos a todos que ajudaram e apoiaram esta conquista. Agora é só começar a montar!

Para ver mais fotos do laboratório e da festa de inauguração, clique aqui.

Perfis dinâmicos com o DMD

VÍDEO

“Digital micromirror device” (DMD) composto por um array de microespelhos quadrados de 13.7 µm que podem ser controlados independentemente refletindo ou não a luz na direção da nuvem atômica, pode ser usado para gerar imagens estáticas e dinâmicas. Imagens estáticas serão utilizadas para criar o potencial de aprisionamento bidimensional enquanto imagens dinâmicas podem ser usadas como perturbações ou para transferir momento angular “girando” a nuvem atômica. À esquerda mostramos uma animação do perfil de laser refletido pelo DMD em que vemos um círculo girando dentro de uma região escura em formato de quadrado. Este é um exemplo de animação que pode ser usada para “girar” a nuvem atômica a partir do uso de um feixe de laser girante ou feixe de stirring.

Pessoas envolvidas:

  • Patricia Christina Marques Castilho (Professora – IFSC)
  • Vanderlei Salvador Bagnato (Professor – IFSC)
  • Kilvia Mayre Farias (Pesquisadora – IFSC)
  • Pedro Henrique Cook Cunha (estudante de Doutorado)
  • Gabriel Tardin Belumat (estudante de IC)
  • Gabriel Maciel Novaes (estudante de IC)

Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica - INCT de Óptica Básica e Aplicada às Ciências da Vida.