Apresenta-se uma revisão crítica dos resultados experimentais e dos cálculos teóricos em processos de espalhamento quase-livre. Inicialmente descreve-se o processo quase-livre qualitativamente e mostra-se que os resultados podem ser esperados de tais processos. A seguir, usando argumentos físicos, deduz-se a aproximação normalmente utilizada na análise dos dados experimentais, qual seja a aproximação de impulso com ondas distorcidas, e indica-se como são realizados os cálculos teóricos. Posteriormente, analisam-se os resultados experimentais e teóricos obtidos até o presente de reações (p, 2p) para todos os núcleos com número atômico entre Z = 1 e Z = 20 (com exceção de Z = 10) e comentam-se resumidamente alguns resultados para os núcleos com número atômico entre Z = 21 e Z = 33. Finalmente, mostra-se a importância dos processos (p, 2p) para o estudo da estrutura nuclear, sistematizam-se os resultados obtidos de espectro de energia e de distribuições de correlação angular e fazem-se sugestões para outras investigações. / A critical review of the experimental results and of the theoretical. The quasi-free process is first described qualitatively and it is shown which results can be expected from such processes. The distorted wave impulse approximation, normally used in the analysis of the experimental data, is derived using physical arguments, and the way of performing theoretical caculations is described. The experimental and theoretical results obtained up to now from (p, 2p) reactions are analysed for each nucleus with atomic number between Z = 1 and Z = 20 (except the case Z = 10) and some results obtained for nuclei with atomic number between Z = 21 and Z = 33 are briefly commented. Finally, the importance of (p, 2p) processes for the study of nuclear structure is shown, a systematization of the results obtained from energy spectra and angular correlation distributions is performed and suggestions for further work are made.

Apresenta-se uma revisão crítica dos resultados experimentais e dos cálculos teóricos em processos de espalhamento quase-livre. Inicialmente descreve-se o processo quase-livre qualitativamente e mostra-se que os resultados podem ser esperados de tais processos. A seguir, usando argumentos físicos, deduz-se a aproximação normalmente utilizada na análise dos dados experimentais, qual seja a aproximação de impulso com ondas distorcidas, e indica-se como são realizados os cálculos teóricos. Posteriormente, analisam-se os resultados experimentais e teóricos obtidos até o presente de reações (p, 2p) para todos os núcleos com número atômico entre Z = 1 e Z = 20 (com exceção de Z = 10) e comentam-se resumidamente alguns resultados para os núcleos com número atômico entre Z = 21 e Z = 33. Finalmente, mostra-se a importância dos processos (p, 2p) para o estudo da estrutura nuclear, sistematizam-se os resultados obtidos de espectro de energia e de distribuições de correlação angular e fazem-se sugestões para outras investigações. / A critical review of the experimental results and of the theoretical. The quasi-free process is first described qualitatively and it is shown which results can be expected from such processes. The distorted wave impulse approximation, normally used in the analysis of the experimental data, is derived using physical arguments, and the way of performing theoretical caculations is described. The experimental and theoretical results obtained up to now from (p, 2p) reactions are analysed for each nucleus with atomic number between Z = 1 and Z = 20 (except the case Z = 10) and some results obtained for nuclei with atomic number between Z = 21 and Z = 33 are briefly commented. Finally, the importance of (p, 2p) processes for the study of nuclear structure is shown, a systematization of the results obtained from energy spectra and angular correlation distributions is performed and suggestions for further work are made.

Apresenta-se uma revisão crítica dos resultados experimentais e dos cálculos teóricos em processos de espalhamento quase-livre. Inicialmente descreve-se o processo quase-livre qualitativamente e mostra-se que os resultados podem ser esperados de tais processos. A seguir, usando argumentos físicos, deduz-se a aproximação normalmente utilizada na análise dos dados experimentais, qual seja a aproximação de impulso com ondas distorcidas, e indica-se como são realizados os cálculos teóricos. Posteriormente, analisam-se os resultados experimentais e teóricos obtidos até o presente de reações (p, 2p) para todos os núcleos com número atômico entre Z = 1 e Z = 20 (com exceção de Z = 10) e comentam-se resumidamente alguns resultados para os núcleos com número atômico entre Z = 21 e Z = 33. Finalmente, mostra-se a importância dos processos (p, 2p) para o estudo da estrutura nuclear, sistematizam-se os resultados obtidos de espectro de energia e de distribuições de correlação angular e fazem-se sugestões para outras investigações. / A critical review of the experimental results and of the theoretical. The quasi-free process is first described qualitatively and it is shown which results can be expected from such processes. The distorted wave impulse approximation, normally used in the analysis of the experimental data, is derived using physical arguments, and the way of performing theoretical caculations is described. The experimental and theoretical results obtained up to now from (p, 2p) reactions are analysed for each nucleus with atomic number between Z = 1 and Z = 20 (except the case Z = 10) and some results obtained for nuclei with atomic number between Z = 21 and Z = 33 are briefly commented. Finally, the importance of (p, 2p) processes for the study of nuclear structure is shown, a systematization of the results obtained from energy spectra and angular correlation distributions is performed and suggestions for further work are made.

Neste trabalho realizamos medidas espectroscópicas de alta resolução nas bandas vibracionais da transição A1∑+u→X1∑+g do dímero de Sódio, produzido a partir da expansão supersônica do vapor deste metal no vácuo. Para determinação das constantes moleculares utilizamos técnicas alternativas de espectroscopia óptica de alta-resolução, tais como: Fluorescência Ressonante, Raman Estimulado e Depopulação Óptica. As duas últimas técnicas utilizam dois campos de laser, por isso são também chamadas de técnicas de campo duplo e proporcionam a simplificação do espectro de Fluorescência Ressonante, ajudando no seu entendimento e no cálculo das constantes moleculares dos estados estudados. Desenvolvemos também um método de obtenção de padrões de interferência, baseado no método proposto por Ramsey, a partir da modulação espacial da população do estado fundamental de um sistema aberto de dois níveis quaisquer. Foi possível obter franjas de interferência na região visível, sem que haja necessariamente coerência entre estados atômicos, efeito este observado pela primeira vez na literatura. / This work reports measurements in the vibrational bands of the A1∑+u→X1∑+g transition for Sodium dimer, produced in a supersonic expansion of the metal vapor into the vacuum. For the determination of the molecular constants we used righ-resolution laser spectroscopy techniques: Resonance Fluorescence, Stimulated Raman and Optical Depletion. The two last techniques need two lasers fields and provide the simplification of the Resonance Fluorescence spectrum, suitable for the tine assignment. We have also developed a new method to obtain Ramsey-like fringes in the optical region, due to a spatial modulation of the ground state population of any open two-level system. Tbe fringes were obtained without any atomic coherence of the levels, which is an effect observed in the literature for the first time.

O trabalho trata da desaceleração de feixes de átomos neutros de Sódio, pela técnica de sintonia Zeeman. O processo de desaceleração é estudado em detalhes e demonstrado com a utilização de um único laser. É feito o estudo do seguimento adiabático do átomo em relação ao campo magnético e demonstrada sua importância no processo de produção de fluxos intensos de átomos lentos. A posição em que os átomos param foi modificada, através da mudança do perfil do campo magnético onde os átomos se movimentam, levando-os para uma região de fácil acesso. A forma peculiar da distribuição espacial dos átomos ao atingirem o repouso é explicada e, finalmente, é estudada a focalização dos átomos, através de um campo magnético hexapolar, e o aprisionamento de átomos em uma armadilha magnética / This work describes the deceleration a sodium atoms beam by means of the Zeeman tuning technique. The deceleration process is studied in details and its demonstration is made using a single laser. We have studied and present the adiabatic following of the atoms along the magnetic field and its relevance to produce slow, high density, flux of neutral atoms. The atoms\' stopping position was varied, by changing the magnetic field profile, in a way to produce slows atoms outside the solenoid. The peculiar shape of the atomic spatial distribution of atoms at rest is explained, the focusing of atoms though a hexapole magnetic field is studied and the trapping of atoms in a magnetic trap is demonstrated

O trabalho trata da desaceleração de feixes de átomos neutros de Sódio, pela técnica de sintonia Zeeman. O processo de desaceleração é estudado em detalhes e demonstrado com a utilização de um único laser. É feito o estudo do seguimento adiabático do átomo em relação ao campo magnético e demonstrada sua importância no processo de produção de fluxos intensos de átomos lentos. A posição em que os átomos param foi modificada, através da mudança do perfil do campo magnético onde os átomos se movimentam, levando-os para uma região de fácil acesso. A forma peculiar da distribuição espacial dos átomos ao atingirem o repouso é explicada e, finalmente, é estudada a focalização dos átomos, através de um campo magnético hexapolar, e o aprisionamento de átomos em uma armadilha magnética / This work describes the deceleration a sodium atoms beam by means of the Zeeman tuning technique. The deceleration process is studied in details and its demonstration is made using a single laser. We have studied and present the adiabatic following of the atoms along the magnetic field and its relevance to produce slow, high density, flux of neutral atoms. The atoms\' stopping position was varied, by changing the magnetic field profile, in a way to produce slows atoms outside the solenoid. The peculiar shape of the atomic spatial distribution of atoms at rest is explained, the focusing of atoms though a hexapole magnetic field is studied and the trapping of atoms in a magnetic trap is demonstrated

Neste trabalho realizamos medidas espectroscópicas de alta resolução nas bandas vibracionais da transição A1∑+u→X1∑+g do dímero de Sódio, produzido a partir da expansão supersônica do vapor deste metal no vácuo. Para determinação das constantes moleculares utilizamos técnicas alternativas de espectroscopia óptica de alta-resolução, tais como: Fluorescência Ressonante, Raman Estimulado e Depopulação Óptica. As duas últimas técnicas utilizam dois campos de laser, por isso são também chamadas de técnicas de campo duplo e proporcionam a simplificação do espectro de Fluorescência Ressonante, ajudando no seu entendimento e no cálculo das constantes moleculares dos estados estudados. Desenvolvemos também um método de obtenção de padrões de interferência, baseado no método proposto por Ramsey, a partir da modulação espacial da população do estado fundamental de um sistema aberto de dois níveis quaisquer. Foi possível obter franjas de interferência na região visível, sem que haja necessariamente coerência entre estados atômicos, efeito este observado pela primeira vez na literatura. / This work reports measurements in the vibrational bands of the A1∑+u→X1∑+g transition for Sodium dimer, produced in a supersonic expansion of the metal vapor into the vacuum. For the determination of the molecular constants we used righ-resolution laser spectroscopy techniques: Resonance Fluorescence, Stimulated Raman and Optical Depletion. The two last techniques need two lasers fields and provide the simplification of the Resonance Fluorescence spectrum, suitable for the tine assignment. We have also developed a new method to obtain Ramsey-like fringes in the optical region, due to a spatial modulation of the ground state population of any open two-level system. Tbe fringes were obtained without any atomic coherence of the levels, which is an effect observed in the literature for the first time.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7986_1.pdf: 1677122 bytes, checksum: c8b06bb89fe2433c0a0ec64ec058f330 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Neste trabalho investigamos a resposta do processo de Mistura de Quatro Ondas (MQO), resolvida no tempo, para um sistema atômico, devido à excitação por dois fótons, provenientes de pares de pulsos de um laser incoerente. O sistema atômico, descrito por quatro níveis de energia, interage com feixes de freqüências centrais ω1, ω2 e ω3. O sinal gerado está associado a processos tais que ωsinal = ω1 + ω2 − ω3, quando os feixes de freqüências ω1 e ω2, responsáveis pela transição de dois fótons, apresentam um tempo de coerência (da ordem de alguns picossegundos) menor que a duração temporal do pulso. A resposta do sistema é calculada usando o formalismo da matriz densidade, na aproximação de onda girante e no regime perturbativo. Para a obtenção da intensidade do sinal gerado são realizadas médias estatísticas sobre os campos incoerentes e sua visualização é feita através de simulações numéricas. O sinal de MQO, em função do atraso temporal entre os pares de pulsos, apresenta efeitos de interferência associados ao sistema atômico. Para atrasos menores que o tempo de coerência, podemos observar oscilações cujo período é determinado pela freqüência central do laser, ω1. Para atrasos maiores que o tempo de coerência, obtemos oscilações associadas à transição de dois fótons, similares às franjas de Ramsey, mas no domínio temporal. Em ambos os casos a interferência é determinada pela fase relativa entre os diferentes caminhos quânticos induzidos pelos pares de pulsos. Também é possível observar um batimento associado à diferença de freqüência entre os diversos níveis excitados no processo de MQO. Em particular, simulamos o comportamento de um sistema físico real, o átomo de rubídio. Neste caso, os estados envolvidos na transição por dois fótons correspondem aos níveis de Rydberg 16d e 18s. A dependência do sinal gerado com os vetores de polarização dos campos incidentes mostra que os diferentes efeitos de interferência podem ser visualizados separadamente através da seleção dos caminhos que contribuem para o sinal

Apresentamos os aspectos mais relevantes para se realizar um chafariz a átomos frios de 133Cs, para operá-lo como um padrão primário de tempo e freqüência para realizar a definição do segundo. O objetivo principal desse trabalho foi a otimização do sistema experimental do chafariz de átomos em duas partes críticas: a região de interação e o sistema de detecção. Além disso, otimizamos as diversas fases da manipulação óptica que fazem parte do ciclo de operação de um chafariz com o intuito de aumentar a relação sinal ruído na região de detecção. Quando os átomos são lançados com uma velocidade de 3,39ms-1, atingem o ápice a 60cm acima da região de captura e passam 360ms na região de vôo livre. A temperatura dos átomos na região de detecção não ultrapassa 15,5K e a diferença de população observada através das Franjas de Ramsey, que são a assinatura característica de um padrão de freqüência atômico, tem a largura a meia altura de 1,4Hz. A largura de linha e a relação sinal ruído da franja implicam em uma estabilidade a curto prazo de 5,18×1012. Alguns causadores de deslocamentos de freqüência como a radiação de corpo negro, o efeito Doppler de segunda ordem, o efeito gravitacional e o efeito Zeeman de segunda ordem foram avaliados. / We present some relevant aspects for the realization of a 133Cs fountain, intended to operate as a primary frequency standard to realize the definition of the second. The main goal of this work is the optimization of the experimental setup of the atomic fountain in its most critical parts: the interaction region and the detection system. Furthermore, the several phases of the optical manipulation which concern the operation cycle of an atomic fountain were also optimized. These procedures allowed us to increase the signal to noise ratio in the detection signal. When the launching velocity is about 3.39 m/s, the atoms reach the apogee about 60 cm above the capture region and spend 360 ms in the free flight zone. The atomic ensemble temperature in the detection region is about 15.5K and the population difference between the two fundamental level is measured through the Ramsey fringe with a linewidth of 1.4 Hz. This linewidth, allied to the obtained S/N resulted in the measured short-term stability of 5.18×1012. Some frequency shift as the black body radiation shift, gravitational shift, second order Doppler shift and second order Zeeman shift were measured.

Em 1967, a definição do segundo passou a ser baseada nas propriedades atômicas dos átomos de 133Cs. O instrumento utilizado para reproduzir esta definição é um relógio atômico. Neste trabalho iremos apresentar os progressos feitos no programa brasileiro de metrologia científica de tempo e freqüência. A proposta deste trabalho de dissertação é a caracterização do nosso padrão. Nós estudaremos os deslocamentos presentes em um relógio atômico, como o efeito Zeeman Quadrático, Δ ν/ ν0 =5,4×10-13 o ?Cavity Pulling?, Δ ν/ ν0 = 1,27×10-13 e o ?Rabi Pulling?, Δν/ν0 =1,3×10?13 entre outros, que são induzidas na freqüência hiperfina do césio. Os resultados obtidos neste trabalho podem ser resumidos da seguinte forma: uma incerteza global de 1,44×10-12 e uma estabilidade a curto prazo dada pela raíz quadrada da variância de Allan 1,8×10-10Τ-0,5. Estes resultados foram medidos após as seguintes mudanças efetuadas em nosso padrão: determinamos a potência ótima injetada na cavidade afim de aumentar o sinal e assegurar que os átomos sofram uma transição π/2; melhoramos o controle do campo magnético estático aplicado ao longo da cavidade de interrogação resultando em um campo magnético mais homogêneo; e, diminuímos a temperatura de operação do forno do relógio tal que a velocidade média dos átomos presente no feixo atômico diminui significativamente. Todas estas mudanças resultaram no ganho de uma ordem de grandeza na acuracia e na estabilidade de nosso relógio. / Since 1967, the definition of the second is based on the atomic properties of the 133Cs atom. The device that realises this definition is an atomic clock. In this work, we present the progress made in the last year on Brazilian scientific time and frequency program. The aim of this dissertation work is the caracterization of our standard. We report the major sifts present in our atomic clock due to Quadratic Zeeman effect, Δν/ν0 =5,4×10-13 Cavity Pulling, Δν/ν0 =1,27×10-13 Rabi Pulling, Δν/ν0 =1,3×10-13 and other ones, which induced a shift in the hiperfine levels frequency of the performances: a global uncertainty of 1,44×10-12 and a short term stability of 1,8×10-10Τ-0,5 .The results were obtained after these changes: we have determined the optimum microwave power injected into the cavity in order to increase the signal and assure that the atoms suffer a π/2 pulse; we have also minimizes the field inhomogeneity by improving the control of the static magntic field along the interaction region; we have decreased the temperature of the clock oven in order to obtain a slower atomic beam. All this changes has increased our accuracy and our stability of about one order.