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Abstract: Il progetto prevede lo sviluppo di linee di ricerca sperimentali e teoriche nel campo dei gas quantistici. Il laboratorio sperimentale prevede di realizzare condensati a due componenti con accoppiamento coerente per la simulazione quantistica di interazioni fondamentali e di modelli analoghi gravitazionali; inoltre, prevede lo studio della proprietà di sistemi magnetici a temperatura finita, lo studio delle fluttuazioni di vuoto in condensati spinoriali, e l’uso di atomi ultrafreddi per orologi atomici.
Queste attività sperimentali si sviluppano in stretta connessione con le ricerche svolte dalla componente teorica del Centro BEC. Lo spettro delle attività teoriche comprenderà anche tematiche più ampie sui gas e fluidi quantistici, sulla superfluidità e fenomeni di coerenza, la supersolidità, le analogie tra le proprietà dei gas atomici e di altri sistemi nel campo della materia condensata, dell’ottica quantistica, sistemi quantistici optomeccanici, quantum dots, informazione e computazione quantistica e, più in generale, in sistemi dove la meccanica quantistica si manifesta a livello macroscopico, offrendo opportunità di sviluppo di sistemi e dispositivi innovativi basati sulle proprietà quantistiche della materia e della luce.
Queste ricerche si inseriscono nel quadro generale delle ricerche del Q@TN di cui formano parte sostanziale.
Le ricadute tecnologiche verranno valorizzate all’interno del trasferimento tecnologico del Q@TN.

Risultati scientifici:
1) Observation of Massless and Massive Collective Excitations with Faraday Patterns in a Two-Component Superfluid
2) Bogoliubov theory of the laser linewidth and application to polariton condensates
3) Coherently Coupled Mixtures of Ultracold Atomic Gases
4) Detection of Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition via generative adversarial networks
5) Analogue quantum simulation of the Hawking effect in a polariton superfluid
6) Moment of inertia and dynamical rotational response of a supersolid dipolar gas
7) Dynamical theory for one-dimensional fermions with strong two-body losses: Universal non-Hermitian Zeno physics and spin-charge separation
8) Quantum Density Matrix Theory for a Laser Without Adiabatic Elimination of the Population Inversion: Transition to Lasing in the Class-B Limit
9) Mass-driven vortex collisions in flat superfluids
10) Kardar-Parisi-Zhang universality in the coherence time of nonequilibrium one-dimensional quasicondensates
11) Decoherence and Momentum Relaxation in Fermi-Polaron Rabi Dynamics: A Kinetic Equation Approach
12) Extracting many-body quantum resources within one-body reduced density matrix functional theory
13) Sound, Superfluidity, and Layer Compressibility in a Ring Dipolar Supersolid
14) Finite-temperature ferromagnetic transition in coherently coupled Bose gases
15) Lattice Polarons across the Superfluid to Mott Insulator Transition