Orientador : Rogerio Custodio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-19T02:03:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morgon_NelsonHenrique_D.pdf: 647009 bytes, checksum: 5c6b4d1e30ccdce97619ce8cda479032 (MD5) Previous issue date: 1994 / Doutorado

Orientador: Eduardo René Pérez Gonzáles / Banca: Marysilvia Ferreira da Costa / Banca: Cristiano Raminelli / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Os axo-compostos aromáticos apresentam uma versatilidade de aplicações em diversas áreas, como têxtil, farmacêutica, cosmética, alimentar, tecnológica (como lasers, displays de cristal líquido e dispositivos eletro-ópticos) e em síntese orgânica. A primeira parte deste trabalho descreve a síntese de compostos do tipo azo-diol. Esses compostos foram caracterizados por técnicas espectroscópicas (RMN, FT-IR, UV-vis) e espectrométrica (ESI-MS). Além disso foram realizar cálculos teóricos para determinar a influência do grupo p-substituinte no comprimento de onda de absorção máxima dos espectros de absorção no UV-vis. Na sequência, discute-se a preparação de monômeros azo-carbonatos por duas rotas sintéticas. Uma pela reação direta do azo-diol com DMC e a outra por meio de acoplamento de sais de arildiazônio com bis-carbonato. Por fim, testou-se a reatividade dos monômeros azo-carbonatos em reações de policondensação com um diol o uma diamina utilizando TBD como catalisador para formação de poli(azo-carbonato) ou poli(azo-uretana), respectivamente. O catalisador TBD mostrou-se eficiente para a reação de policondensação e as estruturas dos copolímeros foram confirmadas por técnicas espectroscópicas (RMN, FT-IR, UV-Vis) e espectrométrica (MALDI-TOF), onde pode-se determinar os diferentes grupos terminais das cadeias poliméricas formados / Abstract: Aromatic azo-compounds have a wide range of applications, such as textile, pharmaceutical, cosmetics, food, technology (as lasers, liquid crystal displays and electro-optical devices) and advanced organic synthesis. The first part of this work describes the synthesis of azo-dialcohol compounds in good yields. These compounds were chareacterized by NMR, IR and UV-VIS spectroscopy and by mass spectrometry with electrospray ionization (ESI-MS). Moreover, theoretical calculation were performed to determine the influence of the psubstituent group at the wavelength of maximum absorption of the spectra of UV-vis. Following, we discuss the preparation of azo-carbonates monomers by two synthetic routes. One way by direct reaction of the diol and DMC and another by coupling of aryldiazonium salts with bis-carbonate. Finally, we tested the reactivity of azo-carbonate monomers in the polycondensation reaction with a diol or a diamine using TBD as a catalyst for the formation of poly(azo-carbonate) or poly(azo-urethane), respectively. The TBD catalyst was efficient for the reaction of polycondensation and the structures of the copolymers were confirmed by FT-IR, NMR and MALDI-TOF, allowing determinate the different end-groups of the polymer chains formed / Mestre

Orientador: Elso Drigo Filho / Banca: Alvaro de Souza Dutra / Banca: Sidney Jurado de Carvalho / Resumo: Devido às modificações em propriedades físicas e químicas da matéria, sistemas quânticos confinados têm atraído a atenção da comunidade científica ao longo das últimas décadas. O objetivo geral deste trabalho é mostrar que o formalismo da Mecânica Quântica Supersimétrica, aliado ao método variacional, se mostra não somente adequado para solucionar problemas de sistemas quânticos confinados, mas também simples no quesito de complexidade matemática, sem perda significativa da precisão do resultado em comparação a outros métodos aproximativos. Nesse sentido, ao longo deste trabalho é calculado, por meio do método variacional, o autovalor de energia do estado fundamental para um átomo de hélio confinado no centro de uma cavidade esférica de paredes impenetráveis. A abordagem utilizada parte da fatorização da equação de Schrödinger para a obtenção da autofunção teste do método variacional, e os resultados obtidos se mostram muito próximos dos resultados exibidos na literatura de alto nível que se valem de outros métodos aproximativos que possuem, no geral, maior complexidade matemática. Após os resultados serem exibidos e comparados com os resultados exibidos nas referências, são indicados aspectos a serem considerados para maior precisão numérica do autovalor de energia, e é apresentado um sistema quântico com maior complexidade física e matemática no qual o formalismo pode ser aplicado / Abstract: Due to changes in physical and chemical properties of matter, confined quantum systems have attracted the attention of the scientific community over the past decades. The general objective of this work is to show that the formalism of Supersymmetric Quantum Mechanics, applied with the variational method, is not only an adequate choice to solve problems of confined quantum systems but also simple in the mathematical complexity context without significant loss of precision of the result in comparison to other approximation methods. In this sense, through this work, the eigenvalue of the ground state for a helium atom confined in the center of an impenetrable spherical cavity is calculated by means of the variational method. The approach used starts from the factorization of the Schrödinger equation to obtain the eigenfunction for the variational method, and the results obtained are very close to the results presented in the high-level literature that use other approximation methods which have greater mathematical complexity. After the results are displayed and compared with the results shown in the references, aspects to be considered for greater numerical accuracy of the energy eigenvalue are indicated, and a quantum system with more physical and mathematical complexity in which the formalism can be applied is presented / Mestre

Neste trabalho apresentamos os primeiros resultados sobre medida do tempo de vida de estados de Rydberg utilizando átomos frios confinados em uma armadilha magneto-optica de 85Rb. Medidas de tempo de vida de estados altamente excitados são importantes para o teste de teorias modernas sobre interação átomo-vácuo; desta forma medidas precisas são necessárias. A utilização de átomos frios apresenta várias vantagens quando comparadas com técnicas convencionais. Entre elas podemos citar a possibilidade de observação do sistema atômico por longos períodos (>100 &#181;s), e o controle da densidade de forma eficiente para evitar a manifestação de efeitos indesejáveis (colisões, superradiância) que limitam a precisão da medida. Apresentamos a medida do tempo de vida do estado 27D e 38S e comparamos os resultados experimentais com previsões teóricas de diferentes modelos. Algumas discrepâncias são observadas, o que reforça a necessidade da obtenção de um conjunto maior de medidas incluindo outros níveis para indicar qual modelo teórico é mais próximo da realidade. / In this work we present our first results on lifetime measurement of Rydberg states using cold atoms held in a magneto-optical trap of 85Rb. Lifetime measurements of highly excited states are important for testing modern theories on atom-vaccum interaction, therefore precise measurements are required. The use of cold atoms presents some advantage when compared with conventional techniques. Among them we cam point out the possibility of atomic observation for long periods of time (<100 &#181;s), the atomic density control in order to avoid undesired effects (such collisions and superradiance) which can limit the measurement precision. We present the lifetime measurement of 27D and 38S states and compared the experimental results with theoretical prediction using different models. Some discrepancies are observed, which indicates the need of a large set of measurement for other states in order to indicate the best model.

A transparência eletromagneticamente induzida (EIT) atraiu bastante atenção no campo da física atômica por suas possíveis aplicações em informação quântica. No entanto, processos transientes em condição de EIT não foram tão largamente estudados. Nesse trabalho, investigamos átomos frios de rubídio sob condição de EIT, num estado transiente. Utilizando espectroscopia de correlação de ruído, que é uma técnica mais sensível que uma espectroscopia de intensidade média, investigamos a resposta atômica assimétrica para uma varredura crescente ou decrescente na frequência do feixe de prova do sistema de Lambda-EIT. A observação dessa assimetria, que não podia ser explicada pelas previsões teóricas baseadas nas equações de Bloch para o átomo de 3-níveis, modelo até então utilizado, nos lançou numa busca pelas possíveis causas desse efeito enigmático. Logo, várias hipóteses foram formuladas, acarretando uma larga exploração experimental, incluindo o ângulo entre os feixes de EIT, dessintonia, potência e direção de incidência do rebombeio. Além disso, espectros no domínio do tempo foram estudados, para entender a evolução temporal do sistema para o estado estacionário. Paralelamente ao experimento, desenvolvemos novos modelos teóricos. Nossa mais recente abordagem teórica modela o sistema como um átomo de 5-níveis, nos quais 3 níveis são referentes ao sistema Lambda e os outros dois são os níveis acoplados pelo rebombeio. Ainda mais, consideramos também as forças óticas no sistema. Esse modelo obteve bom acordo com os dados experimentais, para espectroscopia de intensidade média. / The electromagnetic induced transparency (EIT) has attracted a lot of attention since its applications in quantum information were discovered. However, transient dynamics in this context were not as well explored. Here, we present a study of a cold rubidium ensemble under electromagnetic induced transparency (EIT), during a transient interaction. Using noise correlation spectroscopy, which is a more sensitive technique than a mean intensity spectroscopy, we investigated an asymmetric atomic response to an increasing or decreasing frequency scanning of the probe beams in the Lambda-EIT system. The observation of this asymmetry, which could not be explained by the theoretical predictions based on the Bloch equations for 3-level atom, the previously used model, launched us in a search for possible causes of this enigmatic effect. Straightforward, several hypotheses were formulated, resulting in a wide experimental exploration, including parameters as the angle between the EIT beams, detuning, power and direction of incidence of the repump beam. In addition, spectra in the time domain were studied in order to understand the evolution of the system to the steady-state. Parallel to the experiment, we developed new theoretical models. Our latest theoretical approach models the system as an atom of 5-levels in which 3 levels are related to the Lambda system and the other two levels are coupled by the repump. Moreover, we also consider the optical forces in the system. This model has obtained good agreement with the experimental data, for mean intensity spectroscopy.

Neste trabalho, estudamos colisões entre átomos de Rydberg ultrafrios em uma amostra atômica de alta densidade aprisionada em uma armadilha óptica de dipolo (AOD) tipo QUEST (Quasi Electrostatic Trap). Nossos objetivos incluíam testar a manifestação de fenômenos de muitos corpos bem como estudar efeitos de anisotropia nos processos colisionais envolvendo dois corpos. Para isso, escolhemos o processo colisional descrito por 5/2+5/2(+2)3/2+(2)7/2 no intervalo de 37 &le; &le;47. O processo foi estudado na ausência e presença de campo elétrico estático, originando as ressonâncias Förster. Os resultados mostram que mesmo em alta densidade atômica o processo de dois corpos domina a interação, apesar da clara manifestação do bloqueio dipolar. Após modificações na montagem experimental, estudamos um dos picos da ressonância Förster 375/2+375/2393/2+357/2 em função da direção e amplitude em relação ao eixo longitudinal da AOD. Discutimos os resultados e os desafios futuros do experimento. / In this paper, we study collisions between ultracold Rydberg atoms in a high density atomic sample trapped in an optical dipole trap (ODT), type QUEST (Quasi Electrostatic Trap). Our goals included testing the manifestation of many-body phenomena and to study anisotropy effects in collisional processes involving two Rydberg atoms. In order to do this, we have chosen the collision process described by 5/2+5/2(+2)3/2+(2)7/2 in the range of 37 &le; &le;47. The process was studied in the presence and absence of a dc static electric field, also known as Förster resonances. The results show that even at high atomic density, two-body interaction dominates de process, despite the clear manifestation of Rydberg blockade. After several improvements in our experimental setup, we have studied also a Förster resonance peak 375/2+375/2393/2+357/2 as a function of the magnitude of the dc static electric field as well as the angle between this field and the longitudinal axis of the ODT. We discuss the results and future challenges of the experiment.

Neste trabalho, descrevemos a construção de uma armadilha óptica de dipolo, tipo Quest, para átomos de Rydberg utilizando um laser de CO2 de alta potência. A amostra aprisionada apresenta aproximadamente 3 &times; 106 átomos de 85Rb numa densidade 4 &times; 1011 átomos/cm3, em temperaturas da ordem 30 &micro;K. O tempo de vida da armadilha é da ordem de 200 ms. Neste sistema, observamos a fotoionização dos estados de Rydberg devido ao laser de CO2 em 10, 6 &micro;m, contudo fomos incapazes de quantificá-lo. Além disso, medimos o tempo de vida do estado 37D do Rb na armadilha de dipolo, o resultado foi compatível ao encontrado na literatura. Em suma, o sistema esta operante para experimentos mais complexos. / In this work, we describe the implementation of a QUEST dipole trap for Rydberg atoms using a CO2 high power laser. The trapped atomic sample has approximately 3 &times; 106 85Rb atoms, at a density of 4 &times; 1011 atoms/cm3 and a temperature of about 30 &micro;K. The trap lifetime is about 200 ms. We observed photoionization of the Rydberg states due to the CO2 laser at 10, 6 &micro;K, however we were unable to quantify it. Furthermore, we measured the 37D state lifetime of the Rb in the dipole trap, the experimental result was in agreement with the literature. In summary, the system is fully operating for more complex experiments.

Neste trabalho apresentamos os primeiros resultados sobre medida do tempo de vida de estados de Rydberg utilizando átomos frios confinados em uma armadilha magneto-optica de 85Rb. Medidas de tempo de vida de estados altamente excitados são importantes para o teste de teorias modernas sobre interação átomo-vácuo; desta forma medidas precisas são necessárias. A utilização de átomos frios apresenta várias vantagens quando comparadas com técnicas convencionais. Entre elas podemos citar a possibilidade de observação do sistema atômico por longos períodos (>100 &#181;s), e o controle da densidade de forma eficiente para evitar a manifestação de efeitos indesejáveis (colisões, superradiância) que limitam a precisão da medida. Apresentamos a medida do tempo de vida do estado 27D e 38S e comparamos os resultados experimentais com previsões teóricas de diferentes modelos. Algumas discrepâncias são observadas, o que reforça a necessidade da obtenção de um conjunto maior de medidas incluindo outros níveis para indicar qual modelo teórico é mais próximo da realidade. / In this work we present our first results on lifetime measurement of Rydberg states using cold atoms held in a magneto-optical trap of 85Rb. Lifetime measurements of highly excited states are important for testing modern theories on atom-vaccum interaction, therefore precise measurements are required. The use of cold atoms presents some advantage when compared with conventional techniques. Among them we cam point out the possibility of atomic observation for long periods of time (<100 &#181;s), the atomic density control in order to avoid undesired effects (such collisions and superradiance) which can limit the measurement precision. We present the lifetime measurement of 27D and 38S states and compared the experimental results with theoretical prediction using different models. Some discrepancies are observed, which indicates the need of a large set of measurement for other states in order to indicate the best model.

Neste trabalho, estudamos colisões entre átomos de Rydberg ultrafrios em uma amostra atômica de alta densidade aprisionada em uma armadilha óptica de dipolo (AOD) tipo QUEST (Quasi Electrostatic Trap). Nossos objetivos incluíam testar a manifestação de fenômenos de muitos corpos bem como estudar efeitos de anisotropia nos processos colisionais envolvendo dois corpos. Para isso, escolhemos o processo colisional descrito por 5/2+5/2(+2)3/2+(2)7/2 no intervalo de 37 &le; &le;47. O processo foi estudado na ausência e presença de campo elétrico estático, originando as ressonâncias Förster. Os resultados mostram que mesmo em alta densidade atômica o processo de dois corpos domina a interação, apesar da clara manifestação do bloqueio dipolar. Após modificações na montagem experimental, estudamos um dos picos da ressonância Förster 375/2+375/2393/2+357/2 em função da direção e amplitude em relação ao eixo longitudinal da AOD. Discutimos os resultados e os desafios futuros do experimento. / In this paper, we study collisions between ultracold Rydberg atoms in a high density atomic sample trapped in an optical dipole trap (ODT), type QUEST (Quasi Electrostatic Trap). Our goals included testing the manifestation of many-body phenomena and to study anisotropy effects in collisional processes involving two Rydberg atoms. In order to do this, we have chosen the collision process described by 5/2+5/2(+2)3/2+(2)7/2 in the range of 37 &le; &le;47. The process was studied in the presence and absence of a dc static electric field, also known as Förster resonances. The results show that even at high atomic density, two-body interaction dominates de process, despite the clear manifestation of Rydberg blockade. After several improvements in our experimental setup, we have studied also a Förster resonance peak 375/2+375/2393/2+357/2 as a function of the magnitude of the dc static electric field as well as the angle between this field and the longitudinal axis of the ODT. We discuss the results and future challenges of the experiment.

Neste trabalho, descrevemos a construção de uma armadilha óptica de dipolo, tipo Quest, para átomos de Rydberg utilizando um laser de CO2 de alta potência. A amostra aprisionada apresenta aproximadamente 3 &times; 106 átomos de 85Rb numa densidade 4 &times; 1011 átomos/cm3, em temperaturas da ordem 30 &micro;K. O tempo de vida da armadilha é da ordem de 200 ms. Neste sistema, observamos a fotoionização dos estados de Rydberg devido ao laser de CO2 em 10, 6 &micro;m, contudo fomos incapazes de quantificá-lo. Além disso, medimos o tempo de vida do estado 37D do Rb na armadilha de dipolo, o resultado foi compatível ao encontrado na literatura. Em suma, o sistema esta operante para experimentos mais complexos. / In this work, we describe the implementation of a QUEST dipole trap for Rydberg atoms using a CO2 high power laser. The trapped atomic sample has approximately 3 &times; 106 85Rb atoms, at a density of 4 &times; 1011 atoms/cm3 and a temperature of about 30 &micro;K. The trap lifetime is about 200 ms. We observed photoionization of the Rydberg states due to the CO2 laser at 10, 6 &micro;K, however we were unable to quantify it. Furthermore, we measured the 37D state lifetime of the Rb in the dipole trap, the experimental result was in agreement with the literature. In summary, the system is fully operating for more complex experiments.