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Proyectos de investigación

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Control de formaciones de átomos ultrafríos: una nueva plataforma para las tecnologías cuánticas

XIX Concurso Nacional para la adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia (Convocatoria 2018)

Grafeno, átomos, clusters y nanopartículas metálicas. Fundamentos y aplicaciones

Investigador Principal: Leticia Tarruell Pellegrin

Centro de investigación o Institución: Instituto de Ciencias Fotónicas, ICFO. Barcelona

Sinopsis

Las interfaces cuánticas luz-materia son una plataforma ideal para las tecnologías cuánticas, con aplicaciones como memorias para las comunicaciones cuánticas, puertas fotón-fotón para la información cuántica, relojes atómicos para la metrología y sistemas cuánticos disipativos para la simulación cuántica. El objetivo de este proyecto es mejorar estas interfaces utilizando efectos cooperativos en la interacción luz-materia, que aparecen cuando los emisores están a distancias inferiores a la longitud de onda de la luz, utilizando formaciones ordenadas de átomos ultrafríos.

Los principales resultados del equipo experimental han sido:  

Hemos progresado en la construcción del nuevo laboratorio de átomos de estroncio ultrafrío, desarrollando la fuente de átomos fríos, atrapándolos en trampas magneto-ópticas utilizando las transiciones ópticas a 461 nm y 689 nm, y transfiriéndolos a una trampa óptica dipolar. Alcanzamos ya temperaturas de unos centenares de nK. Estamos actualmente desarrollando la red óptica y el objetivo de microscopio con los cuales realizaremos las formaciones ordenadas.
Hemos investigado la formación de estados atómicos vestidos con campos electromagnéticos [Phys. Rev. Lett. 128, 013201, (2022)] afín de adquirir la experiencia necesaria para generar redes ópticas con un paso de red inferior al límite de difracción. Dicha técnica, demostrada recientemente por el grupo de I. B. Spielman (NIST, EEUU), abre nuevas posibilidades para la óptica cuántica con formaciones ordenadas de átomos.

Los principales resultados del equipo teórico han sido:

Hemos propuesto un método que permite observar correlaciones cuánticas interesantes de la luz incluso con un único átomo en el espacio libre, donde la interacción luz-materia es débil [Phys. Rev. A 104, 013724 (2021)].
Hemos mostrado cómo la combinación de posiciones aleatorias e interacciones de campo próximo limita el índice de refracción de un conjunto atómico a un valor del orden de uno, independientemente de la densidad física [Phys. Rev. X 11, 011026 (2021)].

 

Producción Científica
 
Artículos generados en Revistas 3
Comunicaciones en Congresos Nacionales 1
Comunicaciones en Congresos Internacionales 4

 

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