A condensação de Bose

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A condensação de Bose-Einstein
A condensação de Bose-Einstein é um fenômeno no qual os bósons que formam uma substância (um gás de bósons) convergem para o menor estado de energia, em um estado quântico comum. A característica crucial dos condensados Bose-Einstein (BEC) é que as muitas partes que compõem o sistema ordenado não só se comportam como um todo, mas se torna o todo. Suas identidades se fundem, ou se entrelaçam de tal forma que a sua individualidade é completamente perdida. Os átomos do condensado obedecem às leis da mecânica quântica. Átomos de gás a temperatura ambiente movem-se a cerca de 1000 km/h, e são desacelerados à medida que a temperatura cai. Os átomos normais, na temperatura atingida de 100 nK no condensado, movem-se a cerca de alguns cm/s. As propriedades do condensado de Bose-Einstein devem ser estudadas usando a teoria de campo ou a teoria de muitos corpos. Embora tal estudo de muitos corpos torna-se muito complicado ou até inviável na pratica. Então, em muitos estudos uma teoria de campo médio é usada. Uma teoria de campo médio é obtida após considerar o valor esperado dos operadores do campo (field operators). Desta maneira é possível definir uma função de onda (ou parâmetro de ordem) que satisfaz uma equação de Schrdoinger não-linear, sugerido pelos Gross e Pitaevskii. Esta equação é conhecida como a equação de Gross-Pitaevskii (GP) e é freqüentemente usada para estudar as propriedades do condensado de Bose-Einstein [1]. Usaremos principalmente esta formulação de campo médio para estudar as propriedades de um condensado. Pretendemos estudar também um gás degenerado de fermions (DFG) usando uma teoria hidrodinâmica de campo médio. Em particular, pretendemos estudar o mecanismo de formação de solitons em condensados de Bose-Einstein, e em mistura de BEC e DFG nas temteraturas ultra-baixas. Também estudaremos a oscilação de Josephson em um BEC formado de átomos atrativos, o colapso e a explosão de um BEC e um DFG, e a estabilização de um soliton verdadeiro em um BEC em três dimensões usando uma interação atômica oscilante. Vamos estudar as propriedades do estado fundamental de um condensado de Bose-Einstein dos átomos dipolares, usando a equação não-linear decampo-médio de Gross-Pitaevskii. Vamos considerar a solução numérica exata e a solução analítica variacional. Em particular, nós exploraremos as propriedades de estabilidade dos condensados dipolares variando a interação de contato e interação dipolar nas armadilhas com geometrias diferentes. Nós demonstramos as novas estruturas interessantes dos condensados e estudaremos a dinâmica exibida pela condensados dipolares em simulações numéricas. Além disso, consideramos que o estudo sobre a localização de condensados dipolares em potencial de rede óptica bicromática (BOL) e potenciais aleatórias. Usando a simulação numérica e análise variacional de equação de Gross-Pitaevskii estudaremos a localização de um condensado dipolar de átomos de Cr em um BOLtri-dimensional. Vamos calcular a diagrama de fase em relação aos comprimentos de espalhamento atômico e as intensidades dos potenciais BOL em direções diferentes.Criação recente e a investigação de um gás quântico das moléculas polares ultrafrios são de grande interesse científico. A dinâmica das moléculas polares ultrafrios é de interesse para a condensação de Bose-Einstein e o processamento quântico de informações. Em átomos comuns as interações são espacialmente isotrópica, e de muito curto alcance e, na verdade, na prática, pode ser aproximada por interações simples de contato (delta-função). Para moléculas polares a interação é anisotrópica e de longo alcance. Isto faz o estudo da dinâmica de moléculas polares ultracold uma tarefa nova. Planejamos estudar a colisão quântica de duas moléculas de hidrogênio com deuteron (HD) com momento de dipolo permanente: HD + HD-> HD + HD. Nós vamos utilizar equações de espalhamento no espaço de coordenadas para este fim e calcular as seções de choque e taxas de transferência neste sistema.