Tesi

Proposta Tesi Laurea Triennale (Aprile 2019)

Bistabilità in un modello stocastico di cristalli ionici

L. Casetti, D. Fanelli, C. Sias


Contatto: casetti(AT)fi.infn.it duccio.fanelli(AT)unifi.it sias(AT)lens.unifi.it

L'intrappolamento e il raffreddamento di particelle cariche rappresenta una delle frontiere nello studio sperimentale della meccanica quantistica. Attraverso l'uso di tecniche spettroscopiche è possibile ionizzare e raffreddare singoli atomi; gli ioni così creati sono intrappolati tramite campi elettrici esterni in piccoli cristalli che levitano in camere in ultra-alto vuoto. In questi cristalli gli ioni sono individualmente osservabili con tecniche di imaging standard, in quanto la repulsione di Coulomb causa un distanziamento tra le particelle di decine di micron.

Il tema di ricerca ha l'obiettivo di investigare questi cristalli di ioni e di studiare la possibilità di creare stati di sovrapposizione quantistica tra diversi cristalli attraverso l'uso di campi elettromagnetici esterni.

In particolare, saranno studiati due possibili cristalli formati da 6 ioni in un potenziale 2D. Attraverso la risoluzione classica della dinamica delle particelle, sarà investigato lo spettro di energia e l'energia di attivazione della transizione tra una configurazione eccitata e la configurazione a energia minima. Considereremo poi una versione dinamica del modello con termini di dissipazione e fluttuazione, integrando numericamente le corrispondenti equazioni di Langevin stocastiche. Intendiamo in questo modo studiare il fenomeno della bistabilità fra due configurazioni stabili del sistema a 6 ioni. Il lavoro aprirà prospettive nello studio di transizioni quantistiche in sistemi a pochi corpi con interazioni a lungo raggio, transizioni che saranno in seguito studiate sperimentalmente presso il LENS.