Experimental evidences of modifications of light scattering in dense atomic clouds

Abstract

Nesta tese, propomos, construímos e caracterizamos um experimento de física atômica capaz de produzir nuvens atômicas densas e detectar a transmissão de luz até o nível de intensidade de pW. A versatilidade do sistema permite a produção de nuvens atômicas com densidade espacial variável, chegando a até 20 ρλ³ átomos. O sistema também possui um tempo de execução de repetição de aproximadamente 2-3 segundos, o que significa que uma nova medição pode ser realizada nesse intervalo. No regime denso, medimos a transmissão de luz e observamos uma transição dos efeitos de átomos individuais para efeitos coletivos e espalhamento múltiplo. As medições de transmissão resolvidas em polarização mostram desvios da lei de Beer-Lambert em profundidades ópticas mais altas, indicando a presença de efeitos de densidade e fenômenos de espalhamento múltiplo. Além disso, exploramos a transmissão para diferentes parâmetros de saturação. Nosso estudo fornece insights valiosos sobre as complexas interações entre luz e nuvens atômicas densas, destacando a importância de considerar tanto os comportamentos atômicos individuais quanto os coletivos. Esses achados têm implicações significativas para futuros experimentos e aplicações envolvendo conjuntos atômicos densos, como óptica quântica e medições de alta precisão.