We look into the micro-world of ultracold atoms: our dual-species Bose-Einstein condensates are a few micrometers in size and have a temperature of less than a millionth of degree above absolute zero. We shield these fragile and delicate creatures from the hostile outside world by imprisonment in high-vacuum chambers.

Immagini in assorbimento di due condensati immiscibili di K e Rb mutualmente repulsivi (colonna a sinistra). I profili di densità osservati sono ben riprodotti dalle soluzioni numeriche delle equazioni di Schroedinger non lineari (colonna a destra).

Descrizione

Le Miscele Quantistiche di atomi degeneri sono piattaforme ideali per studiare e simulare sistemi quantistici a molti corpi in cui le mutue interazioni sono importanti, con rilevanza in campi disparati che vanno dalla materia condensata all’astrofisica.
Nel nostro laboratorio noi creiamo condensati di Bose-Einstein a due specie, K e Rb, con interazioni interspecie controllabili. Questi esperimenti permettono di investigare la superfluidità a molte componenti, il magnetismo quantistico, le impurezze polaroniche, e le transizioni di fase tra regimi di diversa miscibilità. Inoltre, accordando opportunamente le interazioni, abbiamo accesso a regimi nuovi in cui le fluttuazioni quantistiche danno luogo a stati esotici come simili a “gocce” liquide auto-confinate, che abbiamo osservato di recente.
Studiamo anche schemi di interferometria atomica in trappola con condensati di Bose-Einstein a singola specie, in molte componenti di impulso generate da reticoli ottici dipendenti dal tempo. Con questi esperimenti cerchiamo l’evidenza di correlazioni quantistiche che permettano di migliorare la sensibilità dell’interferometro. In questo caso lo scopo è di fornire strumenti per la comprensione degli stati fotonici generati dai pettini di frequenza emessi dai laser a cascata quantica (QCL).

Per approfondire

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Staff INO

Burchianti Alessia
Cavicchioli Luca
Fort Chiara
Minardi Francesco