A equipe do laboratório 2DK do IFSC/USP
No último dia 30 de setembro do corrente ano, o laboratório 2D-K do IFSC/USP, liderado pela Profª Patrícia C. M. Castilho, realizou um condensado de Bose-Einstein de átomos de potássio-39. Este é o primeiro condensado desta espécie atômica do Brasil e representa um grande avanço acerca dos estudos que podem ser realizados em comparação aos condensados também produzidos aqui no Instituto, com átomos de sódio e rubídio-87.
Apesar da maior dificuldade em resfriar os átomos de potássio, esta espécie atômica é bastante interessante, já que possibilita alterar a magnitude da interação atômica a partir da aplicação de um campo magnético uniforme na região dos átomos a partir do uso da técnica de ressonâncias de Feshbach. Neste sentido, o grupo poderá estudar diferentes fenômenos relacionados às propriedades superfluidas desses sistemas, variando a interação atômica e, em particular, nos limites de um gás ideal, não interagente, e de um gás unitário para o qual o parâmetro de interação diverge. O condensado de Bose-Einstein é um estado quântico da matéria caracterizado pela ocupação macroscópica do estado fundamental do sistema.
Nuvem atômica produzida no laboratório 2D-K
Para um gás diluído, como o do laboratório da Profª Patricia, a transição de fase para este estado acontece a temperaturas próximas do zero absoluto, em torno de centenas de nanokelvins. Na imagem desta reportagem é mostrada uma foto da nuvem atômica produzida no laboratório 2D-K. O condensado é identificado pela região de maior densidade (em vermelho) no centro da nuvem, caracterizando um acúmulo de átomos a baixas energias. A forma deste condensado depende do tipo de aprisionamento no qual ele é produzido. No caso da armadilha usada no IFSC/USP, o potencial de aprisionamento é quadrático com a posição, como o de um oscilador harmônico, e a forma do condensado assume uma parábola invertida, complementar a este potencial.
Na sequência das atividades no laboratório, a equipe da Profa. Patricia buscará caracterizar o condensado quando variando a sua interação, mas o trabalho de montagem do experimento ainda não terminou.
O objetivo principal do laboratório é investigar sistemas de baixa dimensionalidade, principalmente sistemas bidimensionais (2D). Assim, esse condensado caracterizado por uma nuvem atômica tridimensional deverá ser fortemente comprimido ao longo da direção da gravidade. Esta compressão será feita com o uso de uma rede óptica que já está em desenvolvimento no laboratório e é parte do projeto de doutorado e de iniciação científica de dois alunos do grupo.
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
