Reflexión cuántica y la interacción de átomos ultra fríos con superficies y nanoestructuras

Abstract

La reflexión cuántica se refiere a la reflexión de partículas por potenciales atractivos de largo alcance en regiones no clásicas del espacio de configuración donde no hay puntos clásicos de retorno. Los avances actuales en el campo de la nanotecnología y en los procesos de enfriamiento de átomos y moléculas permiten la creación de sistemas híbridos que involucran átomos ultra fríos y nanoestructuras, donde la reflexión cuántica puede jugar un papel importante.En este trabajo presentamos una revisión de algunos aspectos fundamentales de la reflexión cuántica. Estos incluyen la descripción de la interacción entre partículas y superficies -cuyos orígenes se remontan a las fluctuaciones de vacío del campo electromagnético-, la caracterización de la reflexión cuántica cerca del umbral de energía, posibles aplicaciones para confinamiento y transporte de átomos ultra fríos, y la descripción de procesos de dispersión en un sistema híbrido básico: átomos interactuando con nanotubos.

Quantum reflection refers to the reflection of particles by attractive long-range potentials in nonclassical regions of coordinate space without reaching a classical turning point. Recent advances in nanotechnology and in cooling processes of atoms and molecules give rise to the creation of hybrid systems involving ultracold atoms and nanostructures, where quantum reflection might play an important role. In this work we review some fundamental aspects of quantum reflection. These include the description of atom-surface interactions -which are originated from the vacuum fluctuations of the electromagnetic field-, the near-threshold characterization of quantum reflection, possible applications for trapping and guiding ultracold atoms, and the description of scattering processes in a basic hybrid system: ultracold atoms interacting with nanotubes.