Nona Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Processamento de imagens aplicado ao estudo de gases quânticos em regime turbulento

Não agendado

20m

Doutorado

Palestrante

Sr. André de Freitas Smaira (IFSC/USP)

Descrição

Neste trabalho apresentamos e discutimos os resultados e propriedades de turbulência em condensados de Bose-Einstein determinadas a partir de imagens de tempo de voo e processadas usando algoritmos complexos capazes de extrair informações relevantes das flutuações de densidade atômica observadas nesse tipo de amostra. Baseando-nos em processamento avançado somos capazes de ir além dos resultados padrões, já apresentados, e determinar mapas de momentum linear (1), flutuações de densidade e correlações, propriedades de vórtices, assim como desenvolver outros tipos de análise, para ajudar em uma melhor caracterização e entendimento dos resultados obtidos em regime turbulento, além de outras propriedades relacionadas. Nesse sentido, desenvolvemos uma biblioteca de processamento especializada para ser usada nas análises e na determinação de propriedades não triviais, essenciais ao futuro da pesquisa de gases turbulentos degenerados no IFSC. Nosso foco principal nessa fase final é a reconstrução tridimensional de uma nuvem atômica partindo de duas ou três imagens não ortogonais de absorção capturadas em tempo de vôo. Para isso usamos a “transformada inversa de Radon (2) (princípio da tomografia computadorizada) tridimensional”, porém, ao contrário do que exige o teorema da indeterminação, que estabelece que a quantidade de imagens necessárias seja suficientemente grande, temos poucas imagens. Tal problema é amenizado, mas não solucionado, usando métodos de correções iterativas. (3)

Referências

1 TAVARES, P. E. S. Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics. 2016. 134 p. Thesis (Doctorate in Science) - Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2016.
2 DE PIERRO, A. R. Problemas matemáticos em tomografia por emissão. Matemática Universitária, n. 41, p. 33-49, dez. 2006.
3 MIQUELES, E. X., DE PIERRO, A. R. Iterative reconstruction in x-ray fluorescence tomography based on Radon inversion. IEEE Transactions on Medical Imaging, v. 30, n. 2, p. 438-450, Feb. 2011.