Difusão de Fótons em vapores atômicos
Fótons fazem uma caminhada aleatória dentro de um vapor atômico devido a uma sequência de processos de absorção pelos átomos seguida de emissão espontânea. Esta caminhada é conhecida na literatura como radiation trapping (aprisionamento de radiação). As características desta caminhada aleatória dependem do perfil espectral de absorção e de emissão do vapor, estes podendo ser modificados pela presença de campos, superfícies e de colisões com outros átomos. Em particular, sob algumas condições a caminhada aleatório é uma superdifusão do tipo Voos de Lévy.
Desenvolvemos simulações de Monte-Carlo envolvendo a caminhada aleatória de fótons em vapores atômicos focando tanto na redistribuição de frequência na emissão quando nas consequências para a superdifusão.
Redistribution of light frequency by multiple scattering in a resonant atomic vapor, PRA 2015. (arxiv)
Esta simulação, por sua vez, ajudou na interpretação de resultados de correlação temporal da fluorescência de um vapor atômico.
Temporal intensity correlation of light scattered by a hot atomic vapor, PRA 2016 (arxiv)
Realizamos medidas de retro-fluorescência para diferentes densidades atômicas objetivando identificar a contribuição do aprisionamento de radiação e de colisões na redistribuição de velocidade e posição dos átomos excitados que por sua vez afetam o espectro da fluorescência.
Realizamos medidas para evidenciar o aspectos de Voo de Lévy dos fótons em um vapor alcalino alargado por gás tampão.
Lévy flights of photons with infinite mean free path, PRE 2021 (arxiv)
Mostramos que o parâmetro de Lévy que caracteriza a superdifusão depende do tamanho do sistema e da ocorrência de colisões entre átomos. Desenvolvemos um método para medir este parâmetro a partir da dependência da transmissão difusa com a frequência do laser incidente.
Sample size effects for Lévy flight of photons in atomic vapors, PRE 2021