Átomos de Rydberg são átomos altamente excitados que interagem de maneira excepcionalmente forte com campos elétricos e magnéticos externos, tornando-os ferramentas poderosas para diversas aplicações em física quântica. Neste trabalho, utilizando átomos de Rubídio em célula de vapor, exploramos as propriedades dos átomos de Rydberg, aliadas à técnica de transparência eletromagneticamente induzida (EIT), para investigar a interação entre esses átomos e campos de microondas. Estes estudos têm o potencial de aplicação no desenvolvimento de sensores altamente sensíveis para este espectro de radiação. Mostramos que o uso da técnica de espectroscopia por polarização (PS) permite estender a região de medida da amplitude de campo elétrico de microondas quando comparada com um espectro de EIT em Autler-Townes (EIT-AT). Acrescentando uma lente de microondas, triplicamos o campo dentro da célula e podemos, assim, realizar medidas de campos microondas aproximadamente 15 vezes menores do que medidas de EIT-AT simples. Ainda neste contexto de átomos de Rydberg em EIT interagindo com campos de microondas, realizamos também uma medição precisa da posição das séries dos estados P3/2 e F7/2 por meio das transições 5S½ - 5P3/2 - nD - (n + 2)P3/2 ou (n - 2)F7/2.
Átomos de Rydberg são átomos altamente excitados que interagem de maneira excepcionalmente forte com campos elétricos e magnéticos externos, tornando-os ferramentas poderosas para diversas aplicações em física quântica. Neste trabalho, utilizando átomos de Rubídio em célula de vapor, exploramos as propriedades dos átomos de Rydberg, aliadas à técnica de transparência eletromagneticamente induzida (EIT), para investigar a interação entre esses átomos e campos de microondas. Estes estudos têm o potencial de aplicação no desenvolvimento de sensores altamente sensíveis para este espectro de radiação. Mostramos que o uso da técnica de espectroscopia por polarização (PS) permite estender a região de medida da amplitude de campo elétrico de microondas quando comparada com um espectro de EIT em Autler-Townes (EIT-AT). Acrescentando uma lente de microondas, triplicamos o campo dentro da célula e podemos, assim, realizar medidas de campos microondas aproximadamente 15 vezes menores do que medidas de EIT-AT simples. Ainda neste contexto de átomos de Rydberg em EIT interagindo com campos de microondas, realizamos também uma medição precisa da posição das séries dos estados P3/2 e F7/2 por meio das transições 5S½ - 5P3/2 - nD - (n + 2)P3/2 ou (n - 2)F7/2.
Os átomos de Rydberg exibem uma interação notavelmente intensa com campos eletromagnéticos externos, conferindo-lhes um potencial significativo em várias aplicações na física quântica. Entre essas aplicações, podemos destacar o campo de sensores na detecção de campos eletromagnéticos (EM), pois seu elétron mais externo está fracamente ligado ao núcleo, tornando-os suscetíveis à influência de campos EM externos. Neste estudo, empregaremos a técnica de transparência eletromagnéticamente induzida (EIT) para investigar a interação entre átomos de Rydberg em uma célula de vapor à temperatura ambiente com campos de micro-ondas através do efeito Autler-Townes (AT). O objetivo é medir o mínimo campo de micro-ondas detetável utilizando as técnicas de campo auxiliar, de modulação de micro-ondas, de espectroscopia de polarização e suas combinações. asd t
Neste trabalho estudamos algumas interações entre átomos de Rydberg em uma armadilha ótica de dipolo do tipo QUEST. Com esta armadilha obtemos uma amostra de 1,2 × 106 átomos de 85Rb no estado fundamental, à uma densidade de ∼ 1012 átomos/cm3 e temperatura média de 60 µK. Os átomos de Rydberg foram preparados utilizando uma transição de dois fótons a partir do estado fundamental 5S1/2, passando pelo estado intermediário 5P3/2 e em seguida para o estado de Rydberg desejado. Estudamos a interação entre pares de átomos, em diferentes níveis energéticos, através de duas técnicas diferentes. Na primeira, monitoramos os efeitos de transferência de população em estados nD oriundas de uma ressonância Förster. Estudamos a ressonância nD5/2 + nD5/2 → (n+2)P3/2 + (n2)F7/2 onde 37 ≤ n ≤ 47, em função da densidade da amostra atômica; e para o estado 37D5/2 manipulamos a mesma ressonância com a aplicação de um campo elétrico externo. Os resultados mostraram que este é um processo binário, evidenciado pela dependência quadrática da população no estado produto com relação ao estado excitado. Num outro experimento, estudamos a interação entre estados nS através do monitoramento, e controle, do efeito de bloqueio de excitação. Aqui mostramos que é possível controlar as interações interatômicas em uma amostra quasi-unidimensional de átomos de Rydberg variando a orientação de um campo elétrico externo. Mostramos que ao polarizar uma amostra de átomos no estado 50S1/2 com um campo, esta passa a interagir de modo semelhante ao de dipolos elétricos clássicos, onde a interação pode ser controlada com a variação da orientação dos dipolos atômicos. Tal interação pode, inclusive, ser cancelada quando os dipolos elétricos são alinhados em um ângulo de 54,7° com relação ao eixo internuclear.
Neste trabalho estudamos algumas interações entre átomos de Rydberg em uma armadilha ótica de dipolo do tipo QUEST. Com esta armadilha obtemos uma amostra de 1,2 × 106 átomos de 85Rb no estado fundamental, à uma densidade de ∼ 1012 átomos/cm3 e temperatura média de 60 µK. Os átomos de Rydberg foram preparados utilizando uma transição de dois fótons a partir do estado fundamental 5S1/2, passando pelo estado intermediário 5P3/2 e em seguida para o estado de Rydberg desejado. Estudamos a interação entre pares de átomos, em diferentes níveis energéticos, através de duas técnicas diferentes. Na primeira, monitoramos os efeitos de transferência de população em estados nD oriundas de uma ressonância Förster. Estudamos a ressonância nD5/2 + nD5/2 → (n+2)P3/2 + (n2)F7/2 onde 37 ≤ n ≤ 47, em função da densidade da amostra atômica; e para o estado 37D5/2 manipulamos a mesma ressonância com a aplicação de um campo elétrico externo. Os resultados mostraram que este é um processo binário, evidenciado pela dependência quadrática da população no estado produto com relação ao estado excitado. Num outro experimento, estudamos a interação entre estados nS através do monitoramento, e controle, do efeito de bloqueio de excitação. Aqui mostramos que é possível controlar as interações interatômicas em uma amostra quasi-unidimensional de átomos de Rydberg variando a orientação de um campo elétrico externo. Mostramos que ao polarizar uma amostra de átomos no estado 50S1/2 com um campo, esta passa a interagir de modo semelhante ao de dipolos elétricos clássicos, onde a interação pode ser controlada com a variação da orientação dos dipolos atômicos. Tal interação pode, inclusive, ser cancelada quando os dipolos elétricos são alinhados em um ângulo de 54,7° com relação ao eixo internuclear.
Neste trabalho, aplicamos a técnica de mistura de quatro ondas para estudar a resposta nãolinear de uma amostra constituída de átomos de Rb, em vapor, com excitações ressonantes por dois e três fótons. As ressonâncias por dois fótons envolvem estados altamente excitados, estados de Rydberg, que podem ser acessados seletivamente, possibilitando uma comparação direta da resposta devido aos diferentes estados nd e (n+2)s, com n variando entre 14 e 20. Neste sistema, investigamos as propriedades do sinal gerado coerentemente em função da intensidade dos feixes incidentes e da densidade atômica. Duas configurações foram estudadas: i) colinear, onde os feixes de excitação incidem na amostra em uma mesma direção, e ii) de feixes cruzados, onde introduzimos um ângulo de cruzamento, q , entre os feixes incidentes. A variação da intensidade do sinal gerado com os números quânticos n e l permite uma clara distinção dos vários caminhos de excitação, incluindo as diferentes contribuições dos níveis de estrutura-fina dos estados 5p e 6p. Na configuração colinear e em altas densidades atômicas dois efeitos são analisados: i) a supressão do sinal gerado na posição da ressonância de três fótons, devido a efeitos de interferência destrutiva entre os campos incidentes e os campos gerados na amostra; e ii) um alargamento no perfil das linhas espectrais correspondentes às ressonâncias de dois fótons, indicando uma contribuição de mecanismos de auto-alargamento. Na configuração de feixes cruzados, investigamos o efeito cooperativo de deslocamento em frequência relacionado à ressonância de três fótons, o qual apresenta uma dependência tanto com a densidade atômica como com a interação com o próprio campo gerado. Mostramos que esses resultados, incluindo os efeitos de deslocamento em frequência e de casamento de fase, podem ser bem descritos por um modelo teórico simples baseado nas equações de Maxwell-Bloch semiclassicas, com um tratamento perturbativo nos campos incidentes. Em particular, obtemos uma estimativa para a seção de choque de auto-alargamento associada às coerências induzidas por dois fótons, bem como, uma boa descrição da dependência com q do deslocamento em frequência cooperativo. A etapa final deste trabalho envolve a montagem e caracterização de uma armadilha magnetoótica de Rb, visando o estudo da interação entre estados excitados a partir da coerência induzida por processos não-lineares.
Os atomos de Rydberg sao particulas altamente excitadas, com numero quântico principal grande, n >~ 10. Essas particulas apresentam propriedades exageradas como: raio de orbita grande, crescendo com n^2 ; energia de ligacao fraca, decrescendo com 1/n^2 ; periodo de orbita longo, aumentando com n^3 . O estudo de sistemas quânticos realizado com atomos de Rydberg tem demonstrado grande relevância na descoberta de muitos fenomenos e diversas aplicacoes em areas da fisica, tais como optica quântica e informacao quântica. Neste trabalho, estudaremos as propriedades dos atomos de Rydberg que interagem com um campo eletromagnetico externo. Estudaremos o efeito de bloqueio de dipolo quando, pelo menos, dois atomos de Rydberg interagem entre si por meio do potencial de van der Waals forte.
Neste trabalho, observamos evidências da interação de longo alcance entre átomos de Rydberg usando um processo não linear, a geração de segundo harmônico (SHG), em um vapor contendo alta densidade de átomos de rubídio.O sinal de segundo harmônico, ressonante por dois fótons, é observado a partir de estados altamente excitados, s , p e d, onde a assinatura da interação de longo alcance aparece como um alargamento espectral assimétrico para o lado de baixas energias das linhas de ressonância. Esta assimetria é comparada com cálculos teóricos das curvas de potencial assintóticas para os pares de átomos interagentes, mostrando uma boa concordância dos resultados experimentais com as previsões teóricas. Para estados de Rydberg nd, com número quântico principal n≈13, um estudo detalhado da dependência do alargamento com a intensidade do laser de excitação e para diferentes densidades atômicas foi realizado. A observação de uma fraca dependência da intensidade do sinal com a densidade atômica sugere uma supressão da excitação coerente, e/ou a participação de outros processos de decaimento. Para os estados de Rydberg np, com n≈12 , observamos um comportamento distinto para o dubleto de estrutura fina, P 1/2 e P 3/2. Enquanto as linhas P 3/2 apresentam um alargamento assimétrico e uma fraca dependência com a densidade atômica, semelhante ao observado para as linhas nd, as linhas P 1/2, permanecem estreitas e apresentam uma dependência diferenciada com a densidade atômica. Nossos experimentos, usando vapor de Rb com alta densidade atômica e um processo não linear coerente, podem ser vistos como proposta de uma técnica não destrutiva para investigar interação de longo alcance e suas possíveis aplicações em informação quântica