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Probing interactions between a charged impurity and a cold atomic bath in the quantum regime

Descrizione del progetto

Esplorare i fenomeni quantistici nelle collisioni di atomi e ioni ultra freddi

Gli atomi neutri e gli ioni carichi raffreddati a temperature estremamente basse si comportano secondo le leggi della meccanica quantistica. Finora nessuno studio ha osservato mix di atomi e ioni a temperature ultra fredde. Il progetto Pint, finanziato dall’UE, si propone di raggiungere questo obiettivo collocando uno ione di itterbio all’interno di una nuvola di atomi di litio raffreddati vicino allo zero assoluto. Il sistema può essere utilizzato per studiare la chimica quantistica a livello di singola particella, la fisica quantistica a molti corpi di atomi e ioni interagenti e il raffreddamento con gas tampone degli ioni intrappolati. Le collisioni tra atomi e ioni potrebbero dare origine a fenomeni quantistici come le configurazioni atomo-ioni di breve durata note come risonanze magneto-molecolari. Il progetto cercherà le risonanze di Feshbach che permettono il controllo delle interazioni tra gli atomi nei gas quantistici ultra freddi.

Obiettivo

Here, I propose new experiments to study the ion-atom interaction in the quantum regime with an Yb+ impurity immersed in a bath of fermionic lithium atoms. Hybrid ion-atom systems combine the well-controllable platforms of trapped ions and ultracold quantum gases and link them together by the intermediate-range ion-atom interaction. These new quantum systems offer intriguing prospects for buffer gas cooling, quantum simulation of condensed matter/many-body systems as well as for state-to-state quantum chemistry. Although ultracold atoms and ions have each been routinely studied in the quantum regime, experiments with ion-atom mixtures remained firmly confined to the classical collision regime until very recently. As a first, the Yb+ - Li mixture has been cooled to the regime where quantum effects dominate the ion-atom interactions. With this unique system, I aim to understand, characterize, and control the ion-atom interaction in the quantum regime trough experiments. A key question to answer is: Can we find magneto-molecular (Feshbach) resonances? These resonances play a pivotal role in ultracold quantum gases, where the allow for atom-atom interaction tuning. So far, they have not been observed between atoms and ions because the required ultracold temperatures were not yet achieved. With the Yb+ - Li system there is now a good prospect for observing them. Next, I will study the coherence of ion motion in a quantum bath of fermionic atoms by preparing particular (non-classical) states of ion motion and monitoring their dynamics using tools derived from trapped-ion quantum computing. Together with a detailed study of the quantum chemistry within the mixture, this research will allow me to assess the suitability of this new quantum system in emerging quantum technology. The Marie Curie action offers a great possibility to combine my expertise on ultracold atoms together with the expertise of the host group in ion-atom systems and enhance my competences along the way.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 175 572,48
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 175 572,48
Il mio fascicolo 0 0