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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.76.2020.tde-13052020-133636
Document
Author
Full name
Henry Fernandes Passagem
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2020
Supervisor
Committee
Marcassa, Luis Gustavo (President)
Araujo, Luis Eduardo Evangelista de
Cesar, Claudio Lenz
Miranda, Marcio Heraclyto Gonçalves de
Muniz, Sérgio Ricardo
Title in Portuguese
Moléculas diatômicas no estado vibracional fundamental aprisionadas em uma armadilha de dipolo
Keywords in Portuguese
Armadilha óptica de dipolo
Átomos frios
Moléculas frias
Resfriamento e aprisionamento a laser
Abstract in Portuguese
O desenvolvimento de técnicas para resfriar e aprisionar moléculas diatômicas polares é motivado pelo amplo campo de suas potenciais aplicações, que estão associadas as interações dipolares de longo alcance e a complexa estrutura interna das moléculas. Embora tais aplicações sejam muito empolgantes, a produção de amostra densa de moléculas frias ainda é muito desafiadora. A principal dificuldade é que o resfriamento a laser não pode ser aplicado diretamente à qualquer molécula porque moléculas não possuem transições ópticas perfeitamente fechadas, como em sistemas atômicos. Neste trabalho, desenvolvemos uma técnica para carregar continuamente moléculas de 85Rb2 ultrafrias no estado vibracional fundamental (vx = 0) em uma armadilha óptica de dipolo cruzada a partir de átomos em uma armadilha magneto-óptica usando um feixe de luz de alta potência. Este feixe é composto por uma fonte de luz coerente, responsável pela fotoassociação de curto-alcance dos átomos de rubídio, e uma fonte de luz banda larga incoerente que transfere as moléculas em diferentes níveis vibracionais (vx > 0) do estado eletrônico fundamental X1Σg+ ao nível fundamental vx = 0, através de bombeamento óptico. As moléculas puderam ser observadas através da técnica de REMPI. O tempo de vida de aprisionamento das moléculas foi medido e está limitado pelo espalhamento de fótons não ressonantes do feixe de luz da armadilha óptica de dipolo. A técnica desenvolvida pode ser aplicada para formar e aprisionar moléculas heteronucleares no estado vibracional fundamental absoluto a partir de duas armadilhas magneto-ópticas atômicas sobrepostas.
Title in English
Diatomic molecules in the vibrational ground state trapped in a dipole trap
Keywords in English
Cold atoms
Cold molecules
Laser cooling and trapping
Optical dipole trap
Abstract in English
The development of cooling and trapping techniques for diatomic polar molecules have been motivated by their wide range of potential applications, which are associated with their long-range dipole-dipole interaction and complex internal structure. Although, such applications are very exciting, the production of cold and dense molecular samples is still very challenging. Its main difficult is that laser cooling and can not be applied directly to any molecules since there is no close optical transitions, like in atomic systems. In this work, we have developed a technique to continuously load vibrational ground-state (vx= 0) 85Rb2 ultracold molecules into a crossed optical dipole trap from a standard magneto-optical trap using a high-power light beam. Such beam is composed of a single frequency coherent light source, which is responsible for short range photoassociation of cold rubidium atoms, and an incoherent broadband light source which transfers the molecules in different vibrational levels (vx > 0) of the electronic ground-state X1Σg+, into vx = 0, through optical pumping. The molecules can be observed by REMPI technique. The molecular trap lifetime was measured and it is limite by off-resonance photon scattering from the optical dipole trap light. This technique can be applied to a dual-species magneto-optical trap producing and trapping diatomic heteronuclear molecules in the absolute vibrational ground-state.
 
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Publishing Date
2020-05-18
 
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