Descrição
Na interface entre dois fluidos, o movimento relativo entre eles e a aplicação de forças externas podem levar ao surgimento de modulações que evoluem exponencialmente no tempo, resultando na chamada instabilidade de Kelvin-Helmholtz. Em particular, quando esses fluidos estão em repouso um em relação ao outro e o fluido mais denso é empurrado contra o de menor densidade, geralmente pela gravidade, ocorre o surgimento de perturbações que se parecem com cogumelos, o que caracteriza então a instabilidade de Rayleigh-Taylor (RTI). As propriedades de superfluidez presentes em gases ultrafrios, sejam eles Condensados de Bose-Einstein (BECs) ou Gases de Fermi, juntamente com os mais recentes avanços em tecnologias ópticas, como é o caso do Digital Micromirror Device (DMD), possibilitam o estudo desses tipos de instabilidades hidrodinâmicas clássicas mas no regime quântico. (1-3) Portanto, almejamos nesta pesquisa desenvolver um sistema experimental capaz de criar as condições necessárias para observar a RTI em BECs. Para isso, será utilizado um condensado bidimensional (2D) de potássio, que será separado em dois estados hiperfinos, o que originará dois superfluidos imiscíveis distintos. Esta separação, assim como o gradiente de forças que empurrará um fluido contra o outro, serão produzidos por meio de potenciais ópticos 2D gerados com um DMD, o que, em conjunto com o uso de técnicas de ressonância de Feshbach, nos fornecerá um controle quase que total sobre as interações e perturbações do sistema experimental.
Referências
1 TAKEUCHI, H. et al. Shear-flow instability in two-component Bose-Einstein condensates. Journal of Low Temperature Physics, v. 158, n. 3-4, p. 384-390, 2010.
2 VILLE, J. L. et al. Loading and compression of a single two-dimensional Bose gas in an optical accordion. Physical Review A, v. 95, n. 1, p. 013632-1-013632-7, 2017.
3 HERNANDEZ-RAJKOV, D. et al. Universality of the superfluid Kelvin-Helmholtz instability by single-vortex tracking. 2023. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.1263.
| Certifico que os nomes citados como autor e coautor estão cientes de suas nomeações. | Sim |
|---|---|
| Palavras-chave | Condensados de Bose-Einstein. Fluidos quânticos. Gases quânticos com dimensões reduzidas. |
| Orientador e coorientador | Patrícia Christina Marques Castilho |
| Subárea 1 | Física da Matéria Condensada |
| Subárea 2 (opcional) | Óptica |
| Subárea 3 (opcional) | Física de Fluidos e Plasmas |
| Agência de Fomento | FAPESP |
| Número de Processo | 2022/09880-2 |
| Modalidade | DOUTORADO |
| Concessão de Direitos Autorais | Sim |
