Fronteras de la Física | Interferometría atómica T³

Conferencia del ciclo Fronteras de la Física, impartida por el profesor Luis Octavio Castaños, del Tecnológico de Monterrey (México).

Un interferómetro atómico consiste en dividir coherentemente la función de onda que describe el movimiento de centro de masa de un átomo en varias componentes asociadas a los niveles internos, dejarlas evolucionar bajo distintas condiciones para que adquieran distintas fases, recombinarlas y finalmente observar el patrón de interferencia que contiene información sobre las interacciones que ocurrieron. La señal de interferencia se obtiene detectando la población en un estado específico para determinar la fase relativa. Los interferómetros atómicos tienen una sensibilidad muy grande y los ha establecido como herramientas estándar para mediciones de precisión como detección de ondas gravitacionales, mediciones de la aceleración de gravedad y gradientes de gravedad y mediciones de gradientes de campos magnéticos.

En esta plática primero revisaremos métodos estándar para separar un paquete de ondas haciendo énfasis en interferometría atómica T³, la cual usa distintas aceleraciones para separar un paquete de ondas. Después estableceremos un modelo de un átomo de dos niveles con movimiento de centro de masa cuantizado que se mueve bajo dos potenciales acoplados y presentaremos un caso exactamente soluble. Si el átomo inicialmente se encuentra en uno de sus dos estados internos, entonces el acoplamiento siempre envía la mitad de la población al otro estado y esto conduce a un crecimiento exponencial de las desviaciones estándar de la posición y el momento. En el caso general, se deduce un criterio que permite determinar cuándo el acoplamiento se puede despreciar. El modelo describe, por ejemplo, un átomo alkali cuando los dos niveles internos son estados hiperfinos de la configuración de estado base y el átomo se mueve bajo una aceleración gravitacional constante y en presencia de un gradiente de campo magnético constante. En este contexto se utiliza para determinar los límites que impone al tiempo total de un interferómetro T³, ya que, el acoplamiento puede conducir a transiciones no deseadas e incontrolables entre los dos estados internos del átomo.

• Fecha: viernes 27 de junio de 2025
• Lugar: Facultad de Ciencias – Aula F-01
• Horario: 12:30h
• Organiza: Instituto Interuniversitario Carlos I de Física Teórica y Computacional
• Más información: ciclo Fronteras de la Física