Dinamica stocastica di atomi raffreddati da laser

In questo lavoro di tesi si vuole descrivere la dinamica stocastica di atomi confinati armonicamente e raffreddati da laser con il meccanismo di Sisifo. Questi atomi, soggetti all'azione di un campo di laser, possono essere considerati come in contatto con un "bagno ottico", che ha la caratteristica di essere non-termico. Di conseguenza, per sistemi caratterizzati da un particolare termine dissipativo come quello dovuto al raffreddamento Sisifo, la dinamica stocastica sarà governata dalle leggi della meccanica statistica di non equilibrio e verrà modellizzata tramite equazioni di Langevin. Per descrivere il comportamento di un atomo raffreddato da laser nelle equazioni di Langevin occorre considerare un termine di attrito, che ha la caratteristica peculiare di non essere lineare nella posizione, e un termine di forza casuale stocastica, dovuti alle interazioni dell'atomo con i fotoni del campo luminoso. Questo porterà a scrivere una relazione viriale generalizzata, di non equilibrio, e la corrispondente nuova legge di equipartizione per la dinamica degli atomi nel caso di attrito Sisifo. Integrando numericamente le Equazioni di Langevin con termine di attrito Sisifo non lineare e con confinamento armonico, si può simulare l'andamento di posizioni e velocità delle particelle al variare del tempo. In conclusione, a partire da queste simulazioni è possibile verificare la violazione del teorema classico di equipartizione per un sistema di non-equilibrio.