Monte Carlo simulation proposal for narrow-line magneto-optical traps
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-03012024-095738/ |
Resumo: | In this work, we proposed and implemented a Monte Carlo simulation to estimate experimental quantities of narrow-line magneto-optical traps (nMOTs). Our model relies on sampling the atoms movement under laser light and a quadrupole magnetic field as a Markov chain. We assume that the involved electronic transition can be modelled as a four-level system and split into three independent two-level systems, which is only valid for nMOTs in the power-broadened regime. We were able to estimate quantities for three nMOT arrangements at different laboratories. The first nMOT traps dysprosium atoms on an electronic transition with narrowness η = 43.8, which is not an ideal value since it is slightly larger. Nevertheless, we could obtain estimated quantities that were more accurate than the theoretical predictions. The other two nMOTs trap strontium atoms on an electronic transition with narrowness η = 1.6. We could also obtain estimated quantities close to the experimental measures in this case. |
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Monte Carlo simulation proposal for narrow-line magneto-optical trapsProposta de simulação de Monte Carlo para armadilhas magneto-ópticas de linha estreitaArmadilha magneto-ópticaLaser coolingMagneto-optical trapMonte Carlo simulationResfriamento a laserSimulação de Monte CarloIn this work, we proposed and implemented a Monte Carlo simulation to estimate experimental quantities of narrow-line magneto-optical traps (nMOTs). Our model relies on sampling the atoms movement under laser light and a quadrupole magnetic field as a Markov chain. We assume that the involved electronic transition can be modelled as a four-level system and split into three independent two-level systems, which is only valid for nMOTs in the power-broadened regime. We were able to estimate quantities for three nMOT arrangements at different laboratories. The first nMOT traps dysprosium atoms on an electronic transition with narrowness η = 43.8, which is not an ideal value since it is slightly larger. Nevertheless, we could obtain estimated quantities that were more accurate than the theoretical predictions. The other two nMOTs trap strontium atoms on an electronic transition with narrowness η = 1.6. We could also obtain estimated quantities close to the experimental measures in this case.Nesse trabalho, propomos e implementamos uma simulação de Monte Carlo para estimar quantidades experimentais de armadilhas magneto-ópticas de linhas estreita (nMOTs). Nosso modelo se baseia em amostrar o movimento dos átomos expostos a luz laser e um campo magnético quadrupolar como uma cadeia de Markov. Nós assumimos que a transição eletrônica envolvida pode ser modelada como um sistema de quatro níveis e, então, a dividimos em três sistemas de dois níveis independentes sobre a suposição em que nMOT esteja no regime de alargamento por potência. Nós fomos capazes de estimar três nMOTs de diferente laboratórios. O primeiro aprisiona átomos de disprósio em uma transição cuja estreiteza é 43,8, o que não é um valor ideal por ser ligeiramente elevado. Apesar disso, nós obtivemos quantidades estimadas mais precisas que as previstas teoricamente. Os outros dois nMOTs aprisionam estrôncio em uma transição com estreiteza 1,6. Nesse caso, nós também obtivemos quantidades estimadas próximas as medidas experimentais.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHenn, Emanuel Alves de LimaSantos, Bruno Nicolau2023-10-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-03012024-095738/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2024-08-22T20:40:03Zoai:teses.usp.br:tde-03012024-095738Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-22T20:40:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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In this work, we proposed and implemented a Monte Carlo simulation to estimate experimental quantities of narrow-line magneto-optical traps (nMOTs). Our model relies on sampling the atoms movement under laser light and a quadrupole magnetic field as a Markov chain. We assume that the involved electronic transition can be modelled as a four-level system and split into three independent two-level systems, which is only valid for nMOTs in the power-broadened regime. We were able to estimate quantities for three nMOT arrangements at different laboratories. The first nMOT traps dysprosium atoms on an electronic transition with narrowness η = 43.8, which is not an ideal value since it is slightly larger. Nevertheless, we could obtain estimated quantities that were more accurate than the theoretical predictions. The other two nMOTs trap strontium atoms on an electronic transition with narrowness η = 1.6. We could also obtain estimated quantities close to the experimental measures in this case. |
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