Neste trabalho reportamos a produção da primeira armadilha magneto-ótica que confina simultaneamente duas espécies atômicas distintas: Sódio e Potássio. Para podermos realizar este aprisionamento, foi necessário vencer algumas dificuldades técnicas que justificam, inclusive, a escolha dos elementos utilizados. Nossa armadilha também foi utilizada para realizar o primeiro estudo de colisões frias entre átomos de espécies diferentes. Experimentalmente, as informações sobre essas colisões são obtidas através da medida da dinâmica de perdas da armadilha de S6dio em presença e ausência de átomos frios de Potássio. Observamos que o efeito de colisões heteronucleares e dez vezes menor do que as homonucleares. Esta diferença já era esperada devido ao menor alcance dos potenciais de interação entre átomos no caso de espécies distintas. Nossos resultados são comparados a uma teoria semi-clássica simples e se encontram em bom acordo com as previsões. Introduzimos uma nova técnica que consiste em mudar repentinamente a intensidade do laser aprisionador e observar a variação do número de átomos aprisionados. Medimos a taxa de perdas por colisão entre átomos de Potássio frios como função da intensidade do laser aprisionador. Essa técnica nos permite alcançar o regime de baixas intensidades, inclusive abaixo da intensidade de saturação, sem as limitações da técnica tradicional. Aplicamos essa técnica ao aprisionamento simultâneo e medimos a taxa de perdas por colisão do sódio na presença e ausência de potássio. Com essa medida somos capazes de estimar a seção e choque entre sódio e potássio ambos no estado fundamental
Neste trabalho reportamos a produção da primeira armadilha magneto-ótica que confina simultaneamente duas espécies atômicas distintas: Sódio e Potássio. Para podermos realizar este aprisionamento, foi necessário vencer algumas dificuldades técnicas que justificam, inclusive, a escolha dos elementos utilizados. Nossa armadilha também foi utilizada para realizar o primeiro estudo de colisões frias entre átomos de espécies diferentes. Experimentalmente, as informações sobre essas colisões são obtidas através da medida da dinâmica de perdas da armadilha de S6dio em presença e ausência de átomos frios de Potássio. Observamos que o efeito de colisões heteronucleares e dez vezes menor do que as homonucleares. Esta diferença já era esperada devido ao menor alcance dos potenciais de interação entre átomos no caso de espécies distintas. Nossos resultados são comparados a uma teoria semi-clássica simples e se encontram em bom acordo com as previsões. Introduzimos uma nova técnica que consiste em mudar repentinamente a intensidade do laser aprisionador e observar a variação do número de átomos aprisionados. Medimos a taxa de perdas por colisão entre átomos de Potássio frios como função da intensidade do laser aprisionador. Essa técnica nos permite alcançar o regime de baixas intensidades, inclusive abaixo da intensidade de saturação, sem as limitações da técnica tradicional. Aplicamos essa técnica ao aprisionamento simultâneo e medimos a taxa de perdas por colisão do sódio na presença e ausência de potássio. Com essa medida somos capazes de estimar a seção e choque entre sódio e potássio ambos no estado fundamental
Neste trabalho reportamos a produção da primeira armadilha magneto-ótica que confina simultaneamente duas espécies atômicas distintas: Sódio e Potássio. Para podermos realizar este aprisionamento, foi necessário vencer algumas dificuldades técnicas que justificam, inclusive, a escolha dos elementos utilizados. Nossa armadilha também foi utilizada para realizar o primeiro estudo de colisões frias entre átomos de espécies diferentes. Experimentalmente, as informações sobre essas colisões são obtidas através da medida da dinâmica de perdas da armadilha de S6dio em presença e ausência de átomos frios de Potássio. Observamos que o efeito de colisões heteronucleares e dez vezes menor do que as homonucleares. Esta diferença já era esperada devido ao menor alcance dos potenciais de interação entre átomos no caso de espécies distintas. Nossos resultados são comparados a uma teoria semi-clássica simples e se encontram em bom acordo com as previsões. Introduzimos uma nova técnica que consiste em mudar repentinamente a intensidade do laser aprisionador e observar a variação do número de átomos aprisionados. Medimos a taxa de perdas por colisão entre átomos de Potássio frios como função da intensidade do laser aprisionador. Essa técnica nos permite alcançar o regime de baixas intensidades, inclusive abaixo da intensidade de saturação, sem as limitações da técnica tradicional. Aplicamos essa técnica ao aprisionamento simultâneo e medimos a taxa de perdas por colisão do sódio na presença e ausência de potássio. Com essa medida somos capazes de estimar a seção e choque entre sódio e potássio ambos no estado fundamental
Um estudo das taxas de perda de átomos ocorrendo numa armadilha magneto-óptica mista foi realizado aqui. Observamos experimentalmente, pela primeira vez, a ocorrência de processos colisionais inelásticos envolvendo duas espécies atômicas distintas. Identificamos o escape radiativo como o processo dominante nas taxas de perda de átomos da armadilha de sódio, devidas às colisões desses com os átomos de rubídio aprisionados, para as dadas condições experimentais. Realizamos estudos semelhantes com uma mistura K-Rb, onde as taxas de perda de átomos da armadilha de potássio foram observadas. Procurou-se interpretar os resultados através um modelo semiclássico que teve de ser modificado por nós. Esses estudos foram importantes porque revelaram a grande influência do processo de escape radiativo nas taxas de perda. Também verificou-se que outros canais podem manifestar a sua influência e suspeitamos que isso se deva às diferenças estruturais das \\"quasimoléculas\\" formadas na colisão. A compreensão de processos colisionais em armadilhas magneto-ópticas mistas é importante para a obtenção e estudo de amostras distintas de condensados bosônicos coexistindo numa mesma região.
Introdu çãoO arranjo experiment al mais utilizado para observar o espalhamen to de elétrons por átomos é composto por um feixe colimado de átomos que intercepta um feixe colimado monoenergé tico de elétrons.Se estes tiverem energia suficiente, alguns dos átomos serão excitados durante a colisão, que será entào chamada inelástica.Uma experiência de espalhamen to ideal seria aquela que permitisse determinar completam ente o estado atômico criado no processo de colisào.A observaçào experiment al mais comum deste processo é feita através da medida da secção de choque diferencial.Entretanto, essa grandeza por si só nào é suficiente para descrever completame nte o estado atômico.Por exemplo, ela não discrimina o percentual de população dos subníveis magnéticos do estado excitado.A secção de choque obtida é portanto igual à soma das secções de choque individuais dos processos de excitação para cada subnível magnético.Do ponto de vista.teórico, a. descriçào completa.do sistema.elétron-átom o exige o uso da matriz densidade, pois tanto o feixe de elétrons como o feixe atômico se encontram numa mistura incoerente de estados que nào pode ser descrita por um único vetor de estado.A medida da secção de choque diferencial fornece apenas a soma dos elementos diagonais desta matriz, não contendo nenhuma informaçào sobre os termos de coerências, ou seja, sobre os elementos fora da diagonal.A secção de choque, portanto, nào fornece informação sobre a anisotropia do estado do feixe atômico, que é devida às diferentes populações dos vários subníveis magnéticos , nem sobre os termos de coerência entre os diferentes estados.Nos últimos 25 anos esta situação evoluiu pela aplicaçào, nos processos de colisão elétron-átom o, da técnica de coincidênci a elétron-fóto n [7].Nesta técnica detecta-se, além dos elétrons espalhados, os fótons emitidos no posterior decaimento dos átomos excitados pela colisão.Através da análise dessa radiação é possível extrair informações sobre a anisotropia do estado atômico.Este trabalho tem como objetivo estudar as informações obtidas por experiências de coincidênci a no caso do átomo de sódio.Em particular para as transições 3 2 S ~ 3 2 P, 3 2 D ~ 3 2 P e 3 2 S ~ 3 2 D, causadas por colisão inelástica com elétrons não-polariz ados.Estas escolhas permitem a comparação entre os casos onde os átomos partem de estados sem e com estrutura 1 magnética.As energias dos elétrons incidentes (relativas ao nível energético do estado dos átomos antes da colisão) foram escolhidas na faixa entre 3,63 e 5,10 eV.Nessa faixa ocorrem várias ressonâncias, evidenciadas por uma variaçã.oabrupta do valor da secção de choque diferencial em função da energia [21], [14].Estudaremos a influência dessas ressonâncias para os três casos propostos.Utilizamos neste trabalho um grupo de simetria que este tipo de experiência apresenta, ao qual chamamos RT, constituído pela reflexao no plano de espalhamento e pela inversão temporal.Mostraremos que este grupo é relacionado com a simetria dinâmica apresentada por Lee e Fano [17]-[18] e com a escolha de referenciais feita por Hertel e colaboradores.Este trabalho está estruturado do seguinte modo.No primeiro capítulo, detalharemos a descrição do feixe atômico por meio de uma matriz densidade, mostrando a relação entre seus elementos e as amplitudes de espalhamento.A seguir, no capítulo 2, descreveremos as experiências de coincidência e daremos uma descrição teórica para os seus resultados.Na primeira parte deste capítulo, discutiremos o que são essas experiências, que quantidades se obtém experimentalmente (parâmetros de Hertel e de Fano e Macek) e como relacionar as medidas com os elementos individuais da matriz densidade.Na segunda, apresentaremos as expressões para os parâmetros de Hertel e de Fano e Macek em termos dos elementos da matriz densidade para.os três casos propostos.No capítulo 3, apresentaremos os resultados numéricos, compararemos os três casos, e observaremos os possíveis efeitos da ressonâncias.O estudo detalhado do grupo de simetria utilizado na teoria será feito nos Apêndices C e D. 1 1 1 1 P = Pd + -) (+-I + P2l --) (--I 2 2 2 2 (2) No caso de um feixe atômico no qual haja uma probabilidade Pm para que os átomos sejam encontrados em cada subestado magnético jL m), a matriz densidade (de ordem (2L + 1) x (2L + 1)) é: ' ' ' ' ' ' ' ' Feixe de e l é õ d s incidentes
Neste trabalho apresentamos a construção e caracterização de uma armadilha magneto-óptica, a qual utilizamos para aprisionamento de átomos de Rb. Após a construção da armadilha e sua caracterização, fizemos experimentos para estudar os efeitos da luz de banda larga sobre os átomos aprisionados. Para esse estudo, utilizamos lâmpadas incandescentes que possuem um espectro largo de comprimentos de onda. Verificamos que em uma armadilha com 109 átomos aprisionados, a luz de banda larga aumenta a fluorescência emitida pela nuvem de átomos, tendo fortes indícios que isto representa efetivamente um aumento na eficiência da armadilha. No entanto, com os experimentos que fizemos, não podemos distinguir se essa diferença é referente a um aumento de átomos aprisionados ou apenas espalhamento de luz causado pelo aumento da intensidade de luz incidida sobre a nuvem. Fizemos então uma comparação da resposta dos átomos, frente a variações na intensidade dos feixes de laser utilizados para o aprisionamento. Por motivos que serão discutidos neste trabalho, refizemos esse estudo com um número menor de átomos aprisionados, 108 átomos, e verificamos que o aquecimento das lâmpadas reflete no aumento das perdas na armadilha, diminuindo então o número de átomos aprisionados. Isto nos levou a fazer um estudo sobre a dinâmica das colisões presentes na armadilha, para entendermos a influência da temperatura na eficiência da armadilha. Verificamos que um pequeno aumento uniforme na temperatura da câmara levaria a grandes perdas na armadilha, mas o aumento da temperatura causado pelas lâmpadas é um aumento local, e gera um processo de desgaseificação da câmara, aumentando a quantidade de átomos, "diferentes de Rb", presentes no vapor de fundo.
Observamos neste trabalho o processo de mudança de estrutura fina em colisões entre átomos de 85Rb resfriados e aprisionados em uma armadilha magneto-óptica. Medimos, através da fotoionização de fragmentos atômicos gerados nessas colisões, as taxas segundo as quais os átomos deixam a armadilha induzidos por esse processo colisional. Realizamos estudos das taxas de perda com relação a intensidade do laser de aprisionamento e com a freqüência, utilizando para isso a técnica de catálise. Nossos resultados indicam que a contribuição do processo de mudança de estrutura fina para a taxa de perdas total não é dominante. Constatamos que a estrutura hiperfina desempenha um papel importante na dinâmica colisional e na determinação dos valores das taxas. Interpretamos nossos resultados através de um modelo semi-clássico, sendo que este foi incapaz de explicar todos os efeitos observados. Propusemos algumas explicações qualitativas para as discrepâncias observadas. Acreditamos que nossos resultados devam servir de estímulo para novos trabalhos teóricos nesta área.
Este trabalho relata o desenvolvimento de todo o aparato experimental para a realização de aprisionamento de césio através de uma armadilha magneto-óptica. As fontes de luz neste processo foram os lasers de diodo e todo seu sistema para operação, estabilização e redução da largura de linha foi construído. As medidas das constantes de mola e amortecimento foram realizadas como função dos parâmetros característicos das armadilhas de césio e de sódio. Também realizamos outros experimentos com átomos aprisionados de sódio na presença de duas freqüências, linha D1 e D2. A primeira medida constitui na obtenção da taxa de colisões entre átomos aprisionados na linha D1 e depois foi realizado observações de uma nova estrutura operando neste regime.