Bounds on the propagation of light in cold atomic clouds

Resumo

O presente projeto tem como objetivo investigar a propagação de luz em nuvens de átomos frios, através de ferramentas analíticas e numéricas. Este é um tema oportuno na fronteira entre a óptica, física atômica e física da matéria condensada, áreas fortemente ligadas à atividade experimental recente. Nosso objetivo é ir além de uma descrição macroscópica de nuvens atômicas frias (índices de refração, velocidades de e grupo de fase, etc.), abordando o problema a nível microscópico via equações de evolução quânticas. Esta tarefa já ê desafiadora pelo fato de que o campo de luz conduz a interações efetivas de longo alcance entre os átomos de uma mesma nuvem, conduzindo a um acoplamento de todos com todos. Enquanto uma solução exata está fora de alcance, pretendemos derivar limites superiores para valores esperados de observáveis físicas relevantes/tais como a propagação de excitação dipolar. O progresso neste projeto baseia-se em reunir os conhecimentos do investigador Brasileiro de espalhamento de luz e técnicas numéricas com experiência do pesquisador Sul-Africano em técnicas analíticas para a dinâmica quântica. Os resultados que esperamos obter irá aumentar a compreensão da propagação da luz na matéria ultrafria ordenada e desordenada. Será dada especial atenção ao regime de espalhamento inelástico na presença de um campo de condução forte, quando as correlações têm um papel importante. (AU)