Dinâmica temporal dos Voos de Lévy em vapor atômico
Voos de Lévy; vapores atômicos; rubídio; transporte de luz; fluorescência; espalhamento múltiplo.
O transporte de luz em vapores atômicos é governado pela redistribuição de frequência,
que pode ser determinada pelo movimento atômico (perfil Doppler) ou por colisões atômicas
(perfil Lorentz), originando uma caminhada aleatória conhecida como voos de Lévy para
os fótons no vapor, caracterizada por uma distribuição de passos de cauda longa dada por
𝑃(𝑥) ∼ 1/𝑥𝛼+1, onde 𝛼 = 1 para o perfil Doppler e 𝛼 = 0,5 para o perfil Lorentz. Este
trabalho investiga a dinâmica temporal de voos de Lévy em vapor de rubídio por meio de
experimentos com um laser de diodo na linha D2 do rubídio para determinar o valor de 𝛼.
O primeiro experimento analisou a transmissão difusa em regime estacionário, resultando em
𝛼 = 1,0 ± 0,1, em concordância com previsões teóricas. O segundo experimento consistiu na
análise da dinâmica temporal da fluorescência emitida por pulsos quadrados gerados por um
modulador acusto-óptico, revelando dois regimes distintos de transporte: espalhamento único
em baixa densidade e múltiplos espalhamentos em alta densidade. No regime de múltiplos
espalhamentos, obtiveram-se 𝛼 = 1,2 ± 0,2 para a transmissão difusa e 𝛼 = 0,9 ± 0,1 para a
reflexão difusa, corroborando os resultados anteriores e confirmando a observação de voos de
Lévy na dinâmica temporal, em acordo com simulações numéricas.