Descripción del proyecto
LA ACCION CONJUNTA DE INTERACCIONES Y CAMPOS DE GAUGE ES RESPONSABLE DE ALGUNOS DE LOS FENOMENOS MAS INTRIGANTES EN FISICA DE LA MATERIA CONDENSADA, COMO LAS EXCITACIONES ANIONICAS DEL EFECTO HALL CUANTICO FRACCIONARIO O LA EMERGENCIA DE TEORIAS DE GAUGE EN MATERIALES FUERTEMENTE CORRELACIONADOS, LOS GASES ATOMICOS ULTRAFRIOS SOMETIDOS A CAMPOS DE GAUGE ARTIFICIALES SON UNA PLATAFORMA IDEAL PARA EXPLORAR DICHA FISICA, POR UNA PARTE, SU DESCRIPCION TEORICA ESTA MUY BIEN DEFINIDA DESDE EL PUNTO DE VISTA MICROSCOPICO, POR OTRA PARTE, SU REALIZACION EXPERIMENTAL ES EXTREMADAMENTE LIMPIA, Y PERMITE CONTROLAR DE FORMA PRECISA LOS PARAMETROS DEL GAS, DURANTE LOS ULTIMOS AÑOS, LOS EXPERIMENTOS HAN ALCANZADO UN IMPRESIONANTE NIVEL DE CONTROL SOBRE LAS PROPIEDADES DE DICHOS SISTEMAS EN AUSENCIA DE INTERACCIONES, PERMITIENDO DISEÑAR HAMILTONIANOS TOPOLOGICOS PARADIGMATICOS Y ALCANZAR REGIMENES DE PARAMETROS INACCESIBLES EN FISICA DEL ESTADO SOLIDO, SIN EMBARGO, SU EXTENSION AL REGIMEN DE MUCHOS CUERPOS CONSTITUYE UN GRAN RETO, A PESAR DE QUE MUCHOS ESTUDIOS TEORICOS HAN INVESTIGADO LOS CORRESPONDIENTES DIAGRAMAS DE FASE EN PRESENCIA DE INTERACCIONES, ESTOS NO HAN PODIDO EXPLORADOS TODAVIA EXPERIMENTALMENTE, EL OBJETIVO DEL PROYECTO COORDINADO LIGAS ES COLMAR ESE VACIO UTILIZANDO UNA NUEVA PLATAFORMA: UN CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN DE POTASIO DONDE TANTO LOS CAMPOS DE GAUGE ARTIFICIALES COMO LAS INTERACCIONES SON ALTAMENTE CONTROLABLES GRACIAS AL USO COMBINADO DE ACOPLO OPTICO Y RESONANCIAS DE FESHBACH, ESTE SUBPROYECTO EXPLORARA DESDE EL PUNTO DE VISTA EXPERIMENTAL, PERO EN ESTRECHA COLABORACION CON EL SUBPROYECTO TEORICO ASOCIADO, LAS OPORTUNIDADES QUE ESTE SISTEMA ABRE PARA EL ESTUDIO DE FISICA DE MUCHOS CUERPOS, DESARROLLAREMOS EN EL LABORATORIO TRES LINEAS DE INVESTIGACION:I, SIMULACION CUANTICA DE CAMPOS DE GAUGE DINAMICOS, REALIZAREMOS EXPERIMENTALMENTE CONDENSADOS DONDE LAS INTERACCIONES INTERATOMICAS SON QUIRALES Y DAN LUGAR A CAMPOS DE GAUGE 1D DEPENDIENTES DE LA DENSIDAD, INVESTIGAREMOS LA NATURALEZA QUIRAL DE LAS EXCITACIONES COLECTIVAS DEL CONDENSADO, EXPLORAREMOS TAMBIEN LA EXPANSION DE NUESTRO ESQUEMA A 2D Y LA POSIBLE IMPLEMENTACION DE UNA TEORIA DE CHERN-SIMONS,II, NUEVAS FASES SUPERSOLIDAS DE TIPO STRIPE, GRACIAS A LAS PROPIEDADES DE INTERACCION DEL POTASIO, EXPLORAREMOS REGIMENES EN LOS QUE LA FASE STRIPE DE UN CONDENSADO CON ACOPLO ESPIN-ORBITA ES INTRINSECAMENTE ESTABLE, INVESTIGAREMOS SU NATURALEZA SUPERSOLIDA ANALIZANDO SUS EXCITACIONES COLECTIVAS Y EXPLORANDO SU DIAGRAMA DE FASE EN NUEVOS REGIMENES,III, MODELO DE HOFSTADTER EN REDES OPTICAS SEMI-SINTETICAS, REALIZAREMOS SISTEMAS DE TIPO ESCALERA SOMETIDOS A FLUJOS MAGNETICOS AJUSTABLES, MEDIREMOS SU PECULIAR ESPECTRO DE ENERGIA Y TRATAREMOS DE REALIZAR AISLANTES QUIRALES DE MOTT Y MODELOS DE MAGNETISMO CUANTICO FRUSTRADO,CONSTRUIREMOS EN PARALELO UN NUEVO MONTAJE EXPERIMENTAL CON ATOMOS DE ESTRONCIO ULTRAFRIOS, NUESTRO OBJETIVO ES OBTENER EL PRIMER GAS DE FERMI DEGENERADO DE ESPAÑA, Y COMBINARLO CON CAMPOS DE GAUGE ARTIFICIALES, ASIMISMO, INVESTIGAREMOS NUEVOS ESQUEMAS DE DETECCION PARA LOS GASES CUANTICOS, AFIN DE TRANSFERIR TECNICAS DE SUPERRESOLUCION Y OPTICA ADAPTATIVA DE LA BIOLOGIA A LA SIMULACION CUANTICA, CON ESTOS ESTUDIOS, ESPERAMOS CONTRIBUIR DE FORMA DECISIVA A LA REALIZACION DE NUEVAS FASES DE MUCHOS CUERPOS EN GASES CUANTICOS CON CAMPOS DE GAUGE ARTIFICIALES, Y SENTAR LAS BASES PARA LA SIMULACION CUANTICA DE ORDEN TOPOLOGICOS, GASES CUANTICOS ULTRAFRIOS\CONDENSADOS DE BOSE-EINSTEIN\GASES DE FERMI DEGENERADOS\CAMPOS DE GAUGE ARTIFICIALES\ACOPLO ESPIN-ORBITA\REDES OPTICAS\SIMULACION CUANTICA