p Pesquisadores do MIT-Harvard Center para átomos ultracold e laboratório de pesquisa de eletrônica propuseram um novo método para a produção de condensados ​​de Bose-Einstein 3-D usando apenas resfriamento a laser. Em seu estudo, apresentado em Cartas de revisão física , eles demonstraram a eficácia de sua técnica na produção de condensados ​​de Bose-Einstein, atingir temperaturas bem abaixo da temperatura de recuo efetiva. p Em pesquisas anteriores de física, A condensação de Bose-Einstein (BEC) por resfriamento direto a laser era uma prática frequente, ainda objetivo altamente evasivo. Foi tentado pela primeira vez por Steven Chu, que ganhou o Prêmio Nobel de resfriamento a laser, e por volta de 1995 por Mark Kasevich, que não teve sucesso na época. Outros grupos liderados por Carl Wieman e Eric Cornell, e por Wolfgang Ketterle, todos os ganhadores do Prêmio Nobel de BEC, conseguiu alcançar o BEC usando resfriamento evaporativo. Eventualmente, a maioria dos pesquisadores desistiu de tentar produzir BEC usando apenas resfriamento a laser, até este novo estudo inovador.

p "Alguns anos atrás, Tive uma ideia de como reduzir o principal obstáculo ao resfriamento de átomos a laser, a formação induzida pela luz de moléculas a partir de átomos, usando frequências de laser específicas, "Vladan Vuletić, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse Phys.org. "Comparado ao resfriamento por evaporação, o resfriamento a laser tem o potencial de ser mais rápido e eficiente, resultando em restrições reduzidas para a configuração experimental. "

p O resfriamento de átomos a laser envolve posicionar cuidadosamente um conjunto de lasers e ajustá-los para desacelerar o movimento dos átomos, chutando-os com fótons. Esta técnica é comumente usada para criar nuvens frias de átomos, mas usá-lo para criar amostras de átomos frios com uma densidade alta o suficiente para BEC tinha se mostrado muito desafiador. A principal razão para isso é que a luz laser pode fotoassociar átomos vizinhos em moléculas, que então deixa a armadilha do átomo.

p "Descobrimos que poderíamos reduzir drasticamente as perdas de átomos ao escolher deliberadamente a energia do laser de bombeamento para incompatibilizar a quantidade de energia necessária para formar moléculas, "Vuletić explicou." Combinado com uma sequência cuidadosamente otimizada do chamado resfriamento Raman (primeiro demonstrado por Chu e Kasevich), isso nos permitiu produzir uma nuvem fria de átomos com uma densidade alta o suficiente para criar um BEC de tamanho moderado em cerca de um segundo de resfriamento. "

p Em seu estudo, Vuletić e seus colegas aprisionaram átomos em uma armadilha dipolo óptica cruzada e os resfriaram usando o resfriamento Raman, com luz de bombeamento ótico de ressonância distante para reduzir a perda e o aquecimento do átomo. Essa técnica permitiu que eles atingissem temperaturas significativamente abaixo da temperatura efetiva de recuo (a escala de temperatura associada ao momento de recuo de um fóton), em uma escala de tempo que é de 10 a 50 vezes mais rápida do que a escala de tempo de evaporação típica.

p "Uma produção tão rápida de BEC já está no mesmo nível das melhores técnicas de evaporação, que foram otimizados para velocidade, destacando o potencial da nova técnica de resfriamento a laser, "Vuletić disse." Nosso método de resfriamento a laser deve ser aplicável a outras espécies de átomos no futuro, bem como ao resfriamento de moléculas. Nosso método mais rápido produz uma melhor relação sinal-ruído, e permite novos experimentos para estudar gases quânticos que eram difíceis de realizar antes. "

p O novo método introduzido por Vuletić e seus colegas pode ter inúmeras implicações para futuras pesquisas em física. Por exemplo, poderia permitir a produção rápida de gases quânticos degenerados em uma variedade de sistemas, incluindo férmions. Em seu trabalho atual, os pesquisadores estão usando seu sistema para estudar gases quânticos 1-D com interações atraentes, que teoricamente deveriam entrar em colapso, mas, em vez disso, são estabilizados pela pressão quântica.

p "No futuro, gostaríamos de aplicar a mesma técnica aos átomos fermiônicos, "Vuletić disse." Os átomos fermiônicos não se condensam, mas evitem uns aos outros, e em vez disso, forma um chamado gás de Fermi degenerado quântico em baixas temperaturas. Esses sistemas podem ser usados ​​para estudar elétrons (que também são férmions) em sistemas de estado sólido, por exemplo. a fim de compreender a natureza do magnetismo e da supercondutividade de alta temperatura. " p © 2019 Science X Network