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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.76.2017.tde-11092017-082144
Documento
Autor
Nombre completo
Patricia Christina Marques Castilho
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2017
Director
Tribunal
Bagnato, Vanderlei Salvador (Presidente)
Henn, Emanuel Alves de Lima
Nussenzveig, Paulo Alberto
Roati, Giacomo
Vianna, Sandra Sampaio
Título en inglés
New experimental system to study coupled vortices in a two-species Bose-Einstein condensate 23Na-41K with tunable interactions
Palabras clave en inglés
Bose-Bose mixtures
Feshbach resonances
Rotating BEC
Stirring Beam
Vortex lattice
Resumen en inglés
Two-component fluids can be miscible (if they overlap in space) or immiscible (if they remain phase-separated). In the context of trapped two-species Bose-Einstein condensates (BECs), these miscibility regions can only be fully characterize if one considers the interspecies interaction, the mass ratio and the number of atoms in each species. The dynamics of coupled vortices is different for each miscibility region and exotic vortices configurations (such as, square vortex lattices, "vortex sheets", skyrmions, etc.) are expected to occur. In this thesis, we present the construction of a new experimental system able to produce a two-species Bose-Einstein condensate of 23Na-41K atoms with tunable interspecies interactions and study the dynamics of coupled vortices in the different miscibility regimes. The BEC of sodium atoms obtained first in a Plug trap and later, in a crossed optical dipole trap, is fully characterized as well as the cold atomic cloud of potassium atoms produced by means of a Gray molasses cooling procedure. In the crossed optical dipole trap, the vortices will be nucleated with the use of a stirring beam. Therefore, in the end of this thesis, we present the stirring beam setup and its characterization prior aligning it into the 23Na BEC.
Título en portugués
Novo sistema experimental para a estudo de vórtices acoplados em um condensado de Bose-Einstein de duas espécies atômicas 23Na-41K com interação variável
Palabras clave en portugués
Condensados girantes
Misturas bóson-bóson
Rede de vórtices
Resonâncias de Feshbach
Técnica de stirring
Resumen en portugués
Um sistema de dois fluídos pose ser miscível (se os fluídos ocupam a mesma região do espaço) ou imiscível (se eles permanecem separados). No caso de condesados de Bose-Einstein (do inglês, "Bose-Einstein condensate" - BEC) de duas espécies atômicas aprisionados, as regiões de miscibilidade só podem ser completamentamente caracterizadas se considerarmos a interção entre as espécies, a razão entre as massas e o número de átomos em cada uma das espécies. A dinâmica de vórices é diferente para cada região de miscibilidade possibilitando a obtenção de configurações exóticas de vórtices (como, a produção de redes de vórtices quadradas, de folhas de vórtices (do inglês, "vortex sheets"), skyrmions, etc.). Nesta tese, apresentamos a construção de um novo sistema experimental capaz de produzir um condensado de Bose-Einstein de duas espécies atômicas, 23Na-41K, com interação variável e estudar a dinâmica de vórtices em diferentes regimes de miscibilidade. O condensado de átomos de sódio, inicialmente obtido na armadilha Plug e depois, em uma armadilha ótica cruzada, é completamentamente caracterizado assim como a nuvem atômica ultra-fria produzida a partir da técnica de molasses cinza (do inglês, "Gray molasses"). Na armadilha ótica, os vórtices serão produzidos a partir da utilização de um feixe de laser denominado stirring. Assim, ao final da tese, apresentamos o esquema ótico para a produção deste feixe de laser e a sua caracterização antes de alinhá-lo nos átomos.
 
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Fecha de Publicación
2017-09-19
 
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