Emanuel Alves de Lima Henn.

Desde a realização experimental do condensado de Bose-Einstein (BEC) de gás de átomos alcalinos em 1995, experimentos com átomos ultrafrios, englobando desde condensados à superfluidos fermiônicos, têm sido um fans- tástico playground para se estudar a física de muitos corpos. Esses sistemas são muito bem compreendidos a nível microscópico, e muito bem controlados por lasers e campos magnéticos externos, os quais podem ser usados para manipular a interação atômica e o armadilhamento dos átomos. A contribuição do campo de átomos frios na matéria condensada vai desde a transição (crossover) BEC-BCS, com a manipulação da interação atômica onda-s do gás de férmions degenerados através de campos magnéticos uniformes, quanto à introdução das redes ópticas formadas pela interferência de feixes de lasers. Esses campos de luz permitiram a simulação das redes cristalinas do estado sólido, com um enorme controle da amostra atômica advindo da possibilidade de alterar a taxa entre as energias cinética e de interação dos átomos aprisionados, variando a intensidade dos lasers. A famosa transição de fase quântica superfluido e isolante de Mott é um resultado desse controle. Novas fases magnéticas também estão sendo previstas em rede ópticas preenchidas com férmions, à medida que temperaturas cada vez mais baixas dos átomos vão sendo alcançadas. A particularidade dos modelos teóricos que descrevem a evolução desses sistemas é que eles se baseiam no Hamiltoniano microscópico real das partículas, além de descreverem os experimentos com bastante acurácia. O grande avanço das técnicas experimentais na área de átomos frios torna possível testar cada vez melhor as previsões teóricas.
No contexto atual dos gases ultrafrios, um tópico de bastante relevância consiste nas misturas de dois superfluidos, cujo desafio de produção vem sendo perseguido desde os experimentos com a mistura de 4He -3He. Graças ao apri- moramento das técnicas de resfriamento e da possibilidade de variar a interação atômica, gases ultrafrios bosônicos e fermiônicos foram levados em conjunto ao estado de degenerescência quântica, possibilitando o estudo de misturas onde ambas as espécies são superfluidas.
Parte do projeto se refere a esse sistema das misturas, envolvendo diferentes espécies atômicas ultrafrias: bóson- bóson e férmion-bóson com interações de curto e de longo alcance. As técnicas usadas serão analíticas e numéricas (métodos da teoria de espalhamento, equação de Gross-Pitaevskii, etc.) assim como experimentais (grupo do Prof. Emanuel Henn na USP-São Carlos).
Parte do projeto será dedicada ao estudo de sistemas com interação de gauge levando em conta a redução dimensi- onal de três dimensões para duas ou uma dimensão. Resultados promissores obtidos no contexto do grafeno serão generalizados e aplicados em sistemas de átomos frios. As técnicas utilizadas serão baseada na teoria quântica de campos e métodos numéricos.

Auxílio à Participação em Reunião no Exterior- APS March Meeting 2016 e U.S. - Brazil Young Physicists Forum

CNPq - Bolsista de Produtividade em Pesquisa - Nível 2. Processo: 307710/2013-0