Esta simulação apresenta, de forma bastante simplificada, o funcionamento de uma armadilha magneto-óptica para aprisionar e resfriar átomos até poucos milikelvins de temperatura. O modelo é baseado em um ensemble de gás não interagente que estão sujeitos às forças dos seis feixes de luz, sendo três pares contra-propagantes. A simulação é realizada em três dimensões, mas apenas as projeções das posições e das velocidades no plano $xz$ são mostradas.

Botões:

• Reinicia a simulação.
• Configura outros parâmetros da armadilha: dessintonia do laser, intensidade do campo magnético, número de átomos, velocidade mais provável (que regula a temperatura inicial da amostra) e a massa dos átomos.
• Lasers: Liga e e desliga os feixes de luz.
• Campo magnético: Liga e e desliga o campo magnético gerado pelo par de bobinas de Helmholtz.

A força na direção $j$ exercida nos átomos devido ao par de feixes nessa direção é dada por

$$ F_j = F_j^+ + F_j^-, $$

onde

$$ F_j^\pm = \pm \hslash k \dfrac{\gamma_{22}}{2} \times $$ $$ \times \dfrac{ I/I_0 }{ 1 + I/I_0 + 4(\delta \mp kv_j \mp \beta_j r_j)^2/\gamma_{22}^2 }. $$

$\gamma_{22}$ é a taxa de decaimento espontâneo dos átomos do estado |2⟩ para o estado |1⟩, $k$ é o número de onda, $I$ é a intensidade do feixe laser, $I_0$ é a intensidade de saturação da transição |1⟩ - |2⟩, $\delta$ é a dessintonia do laser com respeito à ressonância da transição, $v$ é a velocidade do átomo e $\beta_j$ é definido por

$$ \beta_j = \dfrac{g\mu_B}{\hslash} \dfrac{\partial B_j}{\partial j}. $$

$g$ é o fator giromagnético, $\mu_B$ é o magnéton de Bohr e $B_j$ a componente $j$ do campo magnético gerado pelo par de bobinas de Helmholtz.

A dinâmica dos átomos é baseada na segunda lei de Newton e uma variável aleatória $\epsilon = 0.5$ m/s foi adicionada de forma a simular as flutuações aleatórias nas velocidades atômicas devido às emissões espontâneas:

$$ v(t) \rightarrow v(t) + \epsilon. $$

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