Bolsa 23/10014-0 - Interferometria, Átomos ultrafrios - BV FAPESP
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Interação coletiva entre átomos e luz, biestabilidade e correlações quânticas mediadas por uma cavidade óptica

Processo: 23/10014-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
Pesquisador responsável:Philippe Wilhelm Courteille
Beneficiário:Gustavo Henrique de França
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:22/00209-6 - Tecnologias quânticas de segunda geração, AP.TEM
Assunto(s):Interferometria   Átomos ultrafrios   Interação luz-matéria   Metrologia   Cavidade óptica   Sensoriamento
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:átomos ultrafrios | Cavidade ópticas | efeitos coletivos | Interação luz-matéria | Metrologia | sensoriamento quântico | interferometria molecular

Resumo

Os sensores inerciais mais precisos de hoje usam interferometria atômica realizada por divisão e recombinação de trajetórias de onda de matéria por meio de sequências de pulsos de laser. Os estados coletivos de spin atômicos gerados durante os pulsos estão sujeitos a ruído de projeção quântica intrínseca, o que limita a resolução interferométrica para um determinado número de átomos e tempo de integração. Novos protocolos, no entanto, são capaz de superar esse limite quântico padrão (SQL) usando estados emaranhados de muitos átomos.O objetivo deste projeto é estudar experimentalmente esquemas de interação coletiva entre átomos frios e luz mediada por cavidades ópticas visando a criação de estados de spin coletivos não triviais. Nos últimos anos, montamos uma plataforma experimental onde átomos de estrôncio ultrafrios excitados ressonantemente numa transição estreita interagem fortemente com os modos contrapropagantes de uma cavidade óptica anular bombeada por laser. Nosso recente sucesso em observar pela primeira vez um comportamento biestável no regime quântico dominado por saturação atômica encoraja nossa busca por caminhos possíveis para realização de estados de spin comprimido fracamente emaranhados para sensoriamento quântica aprimorado.O Instituto de Física de São Carlos alia conhecimento técnico na construção de cavidades de alta finesse com know-how em resfriamento e aprisionamento da espécie atômica de estrôncio, que apresenta propriedades particularmente favoráveis para aplicações em interferometria atômica. (AU)

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