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Tipo: Dissertação
Título: Supersólidos dipolares com polarização arbitrária
Autor(es): Oliveira Neto, José Fernandes de
Orientador: Almeida, Carlos Alberto Santos de
Palavras-chave: Supersólidos;Condensação de Bose-Einstein dipolar;Gotículas quânticas dipolares;Orientação arbitrária
Data do documento: 2021
Citação: OLIVEIRA NETO, José Fernandes de. Supersólidos dipolares com polarização arbitrária. 76 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: Supersólidos são um novo estado da matéria em que os efeitos quânticos desempenham um papel crucial, levando à exibição simultânea de superfluidez e ordem cristalina, associadas à quebra espontânea das simetrias de Gauge e de translação. Embora a existência desse estado venha sendo tema de debates desde a década de 50 no He-4, sua realização experimental foi confirmada apenas em 2019 usando gotículas quânticas dipolares de átomos de Dy-164 e Er-166, motivando diversos trabalhos teóricos e experimentais na busca de sua caracterização. Na presente dissertação, apresentamos uma contribuição teórica sobre as propriedades físicas do estado fundamental desses supersólidos, considerando um campo externo arbitrariamente orientado. Nesse contexto, por meio da escolha de uma função de onda apropriada que leva em consideração a coerência de fase necessária na definição de supersólido, investigamos a influência dessa orientação na transição de um condensado de Bose-Einstein para um sistema com uma, duas ou várias gotículas. Assim, buscamos caracterizar o diagrama de fases contendo estados supersólidos e não supersólidos desses sistemas. Especificamente para a configuração com várias gotículas, usando a aproximação de dipolo pontual, investigamos ainda a possibilidade de novas geometrias de rede na fase cristalina, distintas da tradicional rede triangular observada experimentalmente. Para o primeiro caso, através da construção do diagrama de fases, obtivemos que a orientação do campo de fato induz as transições indicadas, levando ainda a uma transição para uma nova classe de condensados com modulação espacial, ainda não reportada na literatura. Para o segundo caso, por outro lado, nossos dados ainda são inconclusivos para prevê novas configurações de redes formadas, mas um comportamento qualitativamente novo já foi identificado com relação à posição dos mínimos no gráfico número de partículas versus energia total.
Abstract: Supersolids represent a new state of matter in which quantum effects play a crucial role, leading to the simultaneous exhibition of both superfluidity and crystalline order, associated with the spontaneous breaking of gauge and translation symmetries, respectively. Although thought to exist in He-4 since the 50s, its experimental realization has only been confirmed in 2019, in atomic systems of dipolar quantum droplet made out of Dy-164 and Er-166. This motivated several theoretical and experimental investigations. In this dissertation, we present a theoretical contribution for the ground state of these supersolids, considering an arbitrarily oriented external field. In this context, by choosing an appropriate wavefunction that takes into account the phase coherence needed in the definition of a supersolid, we investigate the influence of this orientation on the transition from a Bose-Einstein condensate to a one-, two-, and multi-system droplets. Thus, we seek to characterize the phase diagram containing supersolid and non-supersolid states of these systems. Specifically for the configuration with several droplets, using the point dipole approximation, we also investigate the possibility of new lattice geometries, other than the traditional triangular lattice observed experimentally. In the first case, through the construction of the phase diagram, we obtained that the field orientation actually induces the indicated transitions, leading also to a new class of condensates with spatial modulation, not yet reported in the literature. In the second, on the other hand, our data are still inconclusive to predict new lattice geometries, but a qualitatively new behavior has already been identified.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61239
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