Multi-component quantum systems








Immagini spin-selettive in assorbimento di campioni di 173Yb con numero di componenti di spin nucleare da 1 a 6.



Descrizione

L’obbiettivo di questa attività sperimentale è lo studio di proprietà fondamentali della materia utilizzando gas ultrafreddi di atomi di itterbio, sia bosonici che fermionici, raffreddati fino al regime di degenerazione quantistica e intrappolati in reticoli ottici tridimensionali.

La specie atomica itterbio possiede due elettroni nella shell più esterna ed è caratterizzata da una struttura elettronica molto ricca che comprende stati elettronici metastabili a vita media lunga. Questi sono connessi al livello fondamentale tramite transizioni ottiche ultrastrette, dette “di orologio”, che trovano largo impiego nel campo della metrologia. Inoltre, le interazioni tra atomi appartenenti ad isotopi fermionici di itterbio sono caratterizzate da una simmetria cosiddetta SU(N) che garantisce la possibilità di utilizzare fino a sei livelli di spin nucleare stabili. Il nostro gruppo sfrutta queste proprietà peculiari e la disponibilità di molteplici gradi di libertà per condurre esperimenti in diversi campi di ricerca, lo studio di proprietà fondamentale di fisica atomica (ad esempio il controllo delle interazioni tra atomi in diverse combinazioni di stato elettronico e spin nucleare) e la realizzazione di schermi di simulazione quantistica di fenomeni fisici inusuali, quali sistemi unidimensionali con alta molteplicità di spin, campi di gauge artificiali realizzati in dimensioni sintetiche e sistemi con fase isolante selettiva per violazione di simmetria SU(N).


Per approfondire

Website

Staff INO

Cappellini Giacomo
Catani Jacopo
Fallani Leonardo (Persona di riferimento)

Personale non afferente INO

Daniele Tusi
Tianwei Zhou
Jacopo Parravicini

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