Nona Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Misturas de gases ultrafrios diluídos em dimensão mista

Não agendado

20m

Doutorado

Palestrante

Jhonny Richard Huamani Chaviguri (Universidade de São Paulo- Instituto de Física de São Carlos)

Descrição

Tendo em vista a recente observação de vórtices e a turbulência em nossos experimentos envolvendocondensado de átomo alcalino 87Rb (1), além do experimento da mistura de duas espécies atômicas,Na e K, que está sendo implementado em nosso laboratório, neste trabalho nos concentramos emexplorar certas característica da nuvem atômica neste regime quântico com o propósito inicial de darsuporte ao nosso grupo de pesquisa experimental. Consideramos dois condensados de Bose-Einstein(BEC), espacialmente sobrepostos, para analisar efeitos da interação entre as espécies na presençade vórtices. O significativo desbalanço entre o número de átomos das duas espécies nos permitiráextrair solução analítica das equações acopladas de Gross-Pitaevskii (GPE). Juntamente com simu-lações numéricas da GPE, essas soluções serão utilizadas para o estudo das propriedades dinâmicase do equilíbrio termodinâmico desse sistema composto.Em um trabalho prévio(2) nós estudamos as propriedades de uma impureza pesada (gás bosôni-cos ultrafrio fracamente interagente) imersa em um BEC composto de uma rede de vórtices, in-teragindo com os modos Tkachenko dessa estrutura. O sistema foi descrito através do modelo deBose-Hubbard estendido, e como consequência da dinâmica intrínseca, nós obtivemos característicasnovas no seu comportamento, tais como: Interação de longo alcance e tunelamento induzido. Essesefeitos modificaram a estrutura do diagrama de fases assim como a transição de fase quântica do sis-tema.Atualmente, nós estudamos um sistema em dimensão mista 2D-3D, composto de uma mistura férmion - bóson de duas espécies atômicas ultrafrias confinadas em armadilha óptica. A seletividade da armadilha de luz nos permite aprisionar uma das espécies em rede óptica unidimensional, enquanto mantemos a segunda espécies em armadilha harmônica tridimensional.(3) Na configuraçãoquase-2D (planos formados pelo potencial da rede óptica 1D), pretendemos aprisionar uma mistura de dois estados hiperfinos do 40 K. Essa configuração estará imersa em um banho formado por um condensado de Bose-Einstein de átomos de Na, aprisionado no potencial óptico 3D. Nosso objetivo será estudar as propriedades dos diferentes regimes que podem ser simulados com esse aparato, variando a razão entre as populações dos estados hiperfinos do 40 K e também a interação entre asespécies 40 K-Na.

Referências

1 HENN, E. A. L.; SEMAN, J. A.; ROATI, G. ; MAGALHAES, K. M. F.; BAGNATO, V. S. Emergence ofturbulence in an oscillating Bose-Eistein condensate. Physical Review Letters,v.103,p.045301,2009.doi:10.1103/PhysRevLett.103.045301.
2 CHAVIGURI, R. H.;COMPARIN, T.; DI LIBERTO, M.; CARACANHAS, M. A. Density-dependent hopping for ultracold atoms immersed in a Bose-Einstein-condensate vortex lattice. Physical Review A, v.97,n.2, p. 023614,2018.
3 LAMPORESI, G.et al. Scattering in mixed dimensions with ultracold gases. Physical Review Letters,v. 104,n.15, p.153202,2010.