Bolsa 24/14106-0 - Gases atômicos ultrafrios, Superfluidez - BV FAPESP
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Vórtices quantizados na transição dimensional 3D-2D

Processo: 24/14106-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2029
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
Pesquisador responsável:Patrícia Christina Marques Castilho
Beneficiário:Gabriel Tardin Belumat
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Gases atômicos ultrafrios   Superfluidez   Vórtices
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Gases atômicos bidimensionais | Superfluidez | Transição dimensional | vórtices quantizados | Gases Quânticos

Resumo

Vórtices quantizados, observados em diferentes plataformas experimentais como o hélio líquido e gases atômicos ultrafrios são uma assinatura de superfluidez nesses sistemas e têm sido um importante ingrediente em explicar o comportamento de materiais supercondutores do tipo-II. Em sistemas tridimensionais (3D), esses vórtices são linhas que interagem e podem se curvar, enovelar e reconectar. Reduzindo a dimensão do sistema a partir da sua compressão em uma direção do espaço, modifica a geometria do vórtice o qual pode ser modelado como um objeto pontual. Supreendentemente, vórtices pontuais e linhas de vórtices exibem um comportamento bem diferente: enquanto que em 3D, o enovelamento de vórtices resulta em um estado turbulento, em duas dimensões (2D), vórtices pontuais tendem a formar clusters de vórtices com circulação no mesmo sentido, dando origem a uma temperatura efetiva negativa associada a uma cascata de energia do tipo Kolmogorov invertida. Neste projeto de doutorado direto, propomos seguir experimentalmente a dinâmica de conjuntos de vórtices deterministicamente criados ao longo da transição dimensional 3D-2D em um sistema de gases atômicos ultrafrios. Com esta abordagem, esperamos obter evidências mais claras das particularidades do modelo de vórtices pontuais (do inglês, point-vortex model), em particular, a formação dinâmica de clusters de vórtices, e explorar o papel das flutuações térmicas quando verdadeiramente no regime bidimensional. (AU)

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