Laboratorium Spektroskopii Molekularnej i Ultrazimnych Cząsteczek (QGL)

Głównym celem spektroskopii dwuatomowych cząsteczek metali alkalicznych było zawsze porównanie struktury ich stanów elektronowych z przewidywaniami teoretycznymi. Zainteresowanie tą strukturą zostało znacznie ożywione w wyniku ostatnich postępów w wytwarzaniu zimnych cząsteczek metali alkalicznych, ponieważ dla realizacji tego procesu szczególnie ważna jest szczegółowa wiedza na temat stanów elektronowych cząsteczek.

Spektroskopia znakowania polaryzacyjnego (ang. PLS) jest skuteczną metodą upraszczania złożonych widm cząsteczkowych, łączącą zasady spektroskopii polaryzacyjnej i podwójnego rezonansu optycznego. Podstawową ideą metody jest monitorowanie zmian polaryzacji słabej wiązki lasera próbkującego, które są wywołane przez optyczną anizotropię badanej próbki wytworzoną przez silną wiązkę lasera pompującego. W przeciwieństwie do klasycznego schematu PLS, w naszych doświadczeniach używamy laser próbkujący o ustalonej częstości, podczas gdy światło lasera pompującego jest przestrajane w badanym przedziale widmowym.

Częstości obserwowanych linii widmowych są zamieniane na energie poziomów oscylacyjno-rotacyjnych. Następnie stan wzbudzony jest reprezentowany za pomocą krzywej energii potencjalnej wyznaczanej numerycznie za pomocą naszej unikatowej implementacji metody Odwróconego Podejścia Pertur-bacyjnego (IPA). Metoda ta pozwala na konstruowanie potencjałów nawet o egzotycznych kształtach, dla których zawodzą tradycyjne metody opisu. Do tej pory zbadaliśmy techniką PLS ponad 90 stanów wzbudzonych w dimerach alkalicznych Li₂, Na₂, K₂, Rb₂, Cs₂, LiCs, NaCs, NaRb, NaK i KLi.

Wykorzystujemy chłodzenie ramanowskie w sieci optycznej do zwiększenia gęstości atomów w przestrzeni fazowej przy użyciu jedynie metod optycznych. W tym podejściu chłodzenie jest procesem o ponad rząd wielkości szybszym niż w podejściach wykorzystujących chłodzenie przez odparowywanie. Rozwijane metody eksperymentalne pozwolą na wydajne
wytwarzaniem ultrazimnych cząsteczek uwięzionych w sieciach optycznych i tym samym przyczynią się do powstania nowej generacji analogowych symulatorów kwantowych do symulacji właściwości silnie oddziałującej materii.

Posiadana przez nas ultrazimna mieszanina potasu-39 i potasu-40 pozwoli na podjęcie próby obserwacji nadciekłości w fali p (p-wave superfluidity) w gazach kwantowych, tym samym dając nam narzędzie do badania właściwości egzotycznych nadprzewodników. Oczekujemy, że przyczyni się to do lepszego zrozumienia istniejących modeli teoretycznych opisujących to zjawisko i ukierunkuje rozwój tych modeli pod kątem realistycznych układów o znaczeniu technologicznym.

W ramach projektu NLPQT pracujemy nad budową mobilnego stanowiska do interferometrii atomowej. Wykorzystanie fal materii ultrazimnych atomów pozwoli skonstruować gradiometr umożliwiający absolutny pomiar natężenia pola grawitacyjnego. Tym samym urządzenie będzie nie wymagającym kalibracji czujnikiem pozwalającym na detekcję obiektów znajdujących się pod powierzchnią ziemi jak kopaliny, opuszczone i nieoznaczone szyby czy obiekty wojskowe. Dzięki pomiarowi absolutnemu urządzenie umożliwi nawigację inercjalną wykorzystującą mapy pola grawitacyjnego i nie będzie korzystało z komunikacji typu GPS.