Laboratorio de Iones y Átomos Fríos df.uba.ar Un proyecto a mediano plazo

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Laboratorio de Iones y Átomos Fríos df.uba.ar Un proyecto a mediano plazo"

Rubén Ramírez Padilla
hace 7 años
Vistas:

1 Laboratorio de Iones y Átomos Fríos df.uba.ar Un proyecto a mediano plazo REALIDAD: Comienza Agosto 2015 PROMESA: Primer ión frío en Agosto 2017 Grupo Fundador LIAF@DF.UBA.AR J.P. Paz A.J. Roncaglia M.A. Larotonda C.T. Schmiegelow

El objetivo del LIAF es investigar sobre los aspectos mas extraños de la física cuántica SIGLO XXI: DISCUSIÓN SOBRE FUNDAMENTOS DE MECÁNICA CUÁNTICA ESTÁ DIRECTAMENTE

2 El objetivo del LIAF es investigar sobre los aspectos mas extraños de la física cuántica SIGLO XXI: DISCUSIÓN SOBRE FUNDAMENTOS DE MECÁNICA CUÁNTICA ESTÁ DIRECTAMENTE RELACIONADA CON LA REVOLUCIÓN CUANTICA (COMPUTADORAS CUANTICAS, SENSORES CUÁNTICOS, RELOJES CUÁNTICOS, ETC) INTERFERENCIA CUÁNTICA ENTRELAZAMIENTO AZAR INTRÍNSECO MEDICIÓN Y DECOHERENCIA

3 ORGANIZACIÓN DE ESTA CHARLA PROYECTO PARA CONSTRUIR UN NUEVO LABORATORIO PARA HACER FISICA DIVERTIDA, INTERESANTE Y RELEVANTE (en un área de vacancia en Argentina) 1) CÓMO ES (CÓMO SERÍA!) EL LABORATORIO a) Cómo atrapar iones b) Cómo enfriarlos, manipularlos y verlos c) Equipamiento necesario, etc 2) QUÉ TIPO DE FÍSICA DIVERTIDA Y RELEVANTE QUEREMOS HACER? (fundamentos de física cuántica, espectroscopía, relojes, información y computación cuántica y mucho mas)

Algunos años atrás... Erwin Schrödinger, 1952:.

A veces suponemos que eso es posible; pero invariablemente, eso nos lleva a

únicas, asi como tampoco podemos criar Ictiosaurios en el Jardín Zoológico.

4 Algunos años atrás... Erwin Schrödinger, 1952:... Nunca realizamos experiencias con un único electrón o con un único átomo. A veces suponemos que eso es posible; pero invariablemente, eso nos lleva a consecuencias ridículas Se puede decir que no realizamos experiencias con partículas únicas, asi como tampoco podemos criar Ictiosaurios en el Jardín Zoológico. (British Journal of the Philosophy of Sciences, vol. 3, 1952). E. Schrodinger: Premio Nobel Haroche & Wineland, Nobel 2012: por críar ictiosaurios en sus zoológicos!

5 El mundo de los atrapadores de iones fríos (laboratorio complejo, G-18) VACANCIA REGIONAL (América Latina) G-18 Alemania, Austria, Francia, Holanda, Dinamarca, Inglaterra, Suiza, República Checa, Sudáfrica, Israel, India, Singapur, China, Japón, Finlandia, Australia, EEUU, Canadá (63 laboratorios similares en todo el mundo)

6 Tal vez algún día tengamos un laboratorio así.(innsbruck) Hoy: Qué hay ahí adentro? Qué queremos armar? Para qué lo usaríamos?

7 CÓMO ES UNA TRAMPA DE IONES FRÍOS? 2012: D. Wineland 1989: W. Paul, R. Dehmet

8 TRAMPAS MICRO ESTRUCTURADAS Mainz, Boulder, Zurich,, BUENOS AIRES

9 CÓMO CONSTRUIR UNA TRAMPA (alla Schmiegelow) 1.#Laser#cut#of# alumina#wafers 2.#Ti/Au#vapor# deposi:on 3.#Laser#cut## electrodes 4.#Electropla:ng 5.#Dicing#off## edges 6.#Stack#assembly

10 SISTEMA ELECTRÓNICO DE CONTROL DE TRAMPA MICROESTRUCTURADA Generador de frecuencias y amplificador Resonador helicoidal suministra voltajes a la trampa

11 TRAMPAS SE UBICA EN CÁMARA DE ULTRA ALTO VACÍO (<10^-11 mbar) Bomba Bomba mecánica, iónica turbo y molecular absorbentes y horno pasivos

12 SE INYECTAN ÁTOMOS NEUTROS (horno en vacío, Ca, Ib) Y SE LOS IONIZA (laser) Laseres Horno en de vacío diodo, Fotoionización estabilizados, (Ca) acoplados en etapas a fibra

13 COMO VER LOS IONES? FLUORESCENCIA Se excitan los iones con laser sintonizado en una transición a un estado meta estable. Se observa la fluorescencia

14 LASERES PARA FLUORESCENCIA Excitación con láseres sintonizables con moduladores electroópticos y unidad piezoeléctricas

15 CCD PARA DETECTAR LA FLUORESCENCIA Objetivo de enfoque en la cámara de vacío Cámara CCD y PMT Filtros espaciales y espectrales

16 IMAGEN DE IONES DE CALCIO Estos iones están fríos (enfriamiento Doppler con láser de diodo sintonizable, etc)

17 IONES DE CALCIO EN MOVIMIENTO

18 PERO NECESITAMOS IONES MAS FRÍOS! Sub Doppler: 0.1 fonones (1 micro K) ei e, 0i e, 1i e, 2i gi g, 0i g, 1i g, 2i Acordeón de 7 ioness de Ca

19 OPERACIONES COHERENTES Y ENFRIAMIENTO AL ESTADO FUNDAMENTAL VIA SIDEBAND COOLING Titanio Zafiro Continuo, doblado Raman estimulado Oscilaciones de Rabi en resonancia Acceso selectivo a bandas laterales Electrónica RF de control Moduladores electro ópticos

20 RESUMEN: QUÉ NECESITAMOS PARA ENTRAR AL G-19? CONSTRUIR TRAMPAS (equipos compartidos): 300K USD SISTEMA ULTRA ALTO VACÍO (parcialmente compartible): 100K USD SISTEMA DE CONTROL DE TRAMPA, IONIZACIÓN, ENFRIAMIENTO DOPPLER Y DETECCIÓN: 4O0K USD SISTEMA DE CONTROL COHERENTE : 400K USD

21 FISICA DIVERTIDA Y RELEVANTE Espectroscopía con luz con momento angular orbital (2015)

FISICA DIVERTIDA Y RELEVANTE Wineland: Los

5-10 veces mas preciso que NIST-F2 (fontana de

22 FISICA DIVERTIDA Y RELEVANTE Wineland: Los relojes mas precisos del mundo (Quantum Clock) veces mas preciso que NIST-F2 (fontana de Cs). Retrasa 1 seg en 10 9 años. Science 319, 1808 (2008). PRL 104, (2010) Relojes Trampa de Paul segmentada para Implantación iónica

23 FISICA DIVERTIDA Y RELEVANTE Simuladores Cuánticos Simulacion de Sistemas Magnéticos C. Mornroe et al, Nature 2011 Mecanismo de Nature Comm E. Martinez (PhD Innsbruck 2016) Computadoras Cuánticas Muchos iones: Trampas Segmentadas y Planas Wineland

24 FISICA DIVERTIDA Y RELEVANTE Termodinámica cuántica Máquina térmica con un solo ion. PRL Trampa de Comunicación cuántica Interface luz-materia. Cavity B. Casabone (PhD Innsbruck 2015) Emisión y absorción de

25 Conclusión: Queremos que Argentina ingrese al G-18 PROYECTO LIAF (1.2 M USD) PRESENTADO INSTITUCIONALMENTE POR DF-IFIBA A CONCURSO PME 2015 MAS DETALLES DEL PROYECTO EN RESULTADOS ABRIL 2016:?????????????

Documentos relacionados

A la caza del Gato de Schrödinger

A la caza del Gato de Schrödinger Gedankenexperimente en el laboratorio Luis Plaja Grupo de Óptica Extrema Universidad de Salamanca 1 Premio Nobel de Física 2012 Midiendo y manipulando sistemas cuánticos