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Estudo do efeito da dessorção atômica induzida por luz na dinâmica de carga de uma armadilha magneto-óptica de rubídio

Iara Maitê Campestrini Binder

Published Jul 5, 2013• 0 citations
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Abstract

Com o intuito de aumentar a eficiencia das armadilhas magneto-opticas, obtendo-se um numero maior de atomos aprisionados e longos tempos de vida, o efeito de dessorcao atomica induzida por luz surge como uma fonte coadjuvante e nao termica de atomos. Uma investigacao experimental previa (FRITSCH, 2011) comprovou que o numero de atomos de rubidio armadilhados aumenta quando uma luz de dessorcao incide sobre as paredes internas da câmara de aprisionamento, cujo material e de aco inoxidavel. A luz de dessorcao aplicada e proveniente de uma lâmpada incandescente com potencia igual a 60 mW. Os dados experimentais sao fitados e os parâmetros da armadilha sao determinados, para o caso sem luz. Com isso, o modelo teorico proposto por Zhang et al. (2009) e aplicado, descrevendo muito bem o incremento do numero de atomos presentes na armadilha magneto-optica quando a luz de dessorcao e acionada. Desse ajuste, a taxa de dessorcao e o coeficiente de adsorcao sao estimados em 5x1017 atomos por segundo e 55 s-1. A uniao desse modelo com o proposto por Monroe et al. (1990), para o caso sem luz, descreve perfeitamente a curva experimental gerada quando o mecanismo para a obtencao da armadilha magneto-optica e a luz de dessorcao sao acionados simultaneamente. Alem disso, uma previsao teorica para a taxa de dessorcao, a taxa de carregamento da armadilha magneto-optica e o numero maximo de atomos aprisionados em funcao da potencia da luz de dessorcao e mostrada graficamente.

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•Mar 17, 1999•0 citations
Com o intuito de aumentar a eficiencia das armadilhas magneto-opticas, obtendo-se um numero maior de atomos aprisionados e longos tempos de vida, o efeito de dessorcao atomica induzida por luz surge como uma fonte coadjuvante e nao termica de atomos. Uma investigacao experimental previa (FRITSCH, 2011) comprovou que o numero de atomos de rubidio armadilhados aumenta quando uma luz de dessorcao incide sobre as paredes internas da câmara de aprisionamento, cujo material e de aco inoxidavel. A luz de dessorcao aplicada e proveniente de uma lâmpada incandescente com potencia igual a 60 mW. Os dados experimentais sao fitados e os parâmetros da armadilha sao determinados, para o caso sem luz. Com isso, o modelo teorico proposto por Zhang et al. (2009) e aplicado, descrevendo muito bem o incremento do numero de atomos presentes na armadilha magneto-optica quando a luz de dessorcao e acionada. Desse ajuste, a taxa de dessorcao e o coeficiente de adsorcao sao estimados em 5x1017 atomos por segundo e 55 s-1. A uniao desse modelo com o proposto por Monroe et al. (1990), para o caso sem luz, descreve perfeitamente a curva experimental gerada quando o mecanismo para a obtencao da armadilha magneto-optica e a luz de dessorcao sao acionados simultaneamente. Alem disso, uma previsao teorica para a taxa de dessorcao, a taxa de carregamento da armadilha magneto-optica e o numero maximo de atomos aprisionados em funcao da potencia da luz de dessorcao e mostrada graficamente.
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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.
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Este trabalho teve como finalidade o desenvolvimento de uma técnica de carga para armadilhas magnéticas-óticas. Nosso objetivo com este desenvolvimento foi aumentar a eficiência do aprisionamento de modo a possibilitar sua utilização como etapa inicial na geração de condensados de Bose-Einstein. Com este intuito utilizamos feixes atômicos desacelerados em substituição a liberação de vapor na câmara da armadilha, desta forma eliminando as limitações no vácuo. O elemento distintivo de nossa técnica se baseou na utilização de um disco opaco. Este possuía a função de gerar uma sombra no laser responsável pela desaceleração dos átomos. Ao projetar esta sombra sobre a região de formação da armadilha evitamos os efeitos destrutivos do laser sobre a mesma. Desta maneira conseguimos aumentar consideravelmente o número de átomos aprisionados excepcionalmente em relação a carga a partir vapor, atingindo um número de 7.108 e densidade de 1010 átomos/cm3 numa situação otimizada