Ultrakalte Quantengase bilden einen kristallinen und superfluiden Superkörper

Superstärke ist ein paradoxer Zustand, in dem eine Substanz kristallisiert und gleichzeitig wird

Superflüssigkeit.Vor 50 Jahren vorhergesagt, wurde eine solche unlogische Phase schon lange im superflüssigen Helium gesucht. Nach Jahrzehnten theoretischer und experimenteller Experimente und Forschung fehlt jedoch immer noch ein eindeutiger Beweis für die Superstärke dieser Systeme. Zwei Forschungsgruppen unter der Leitung von Francesca Ferlaino, eine am Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck und die andere am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, berichten nun über die Beobachtung von Signaturen dieses exotischen Ultrakalten Zustand in Quantengasen.

UNI INNSBRUCK

Obwohl die meiste Arbeit bisher erledigt warMit Schwerpunkt auf Helium haben sich Forscher kürzlich Quantengasen zugewandt – insbesondere solchen mit starken Dipolwechselwirkungen. „Neueste Experimente haben gezeigt, dass solche Gase grundsätzliche Ähnlichkeit mit supraflüssigem Helium haben“, sagt Lorian Chomaz und verweist auf experimentelle Fortschritte in Innsbruck und Stuttgart in den letzten Jahren. „Diese Merkmale legen den Grundstein für das Erreichen eines Zustands, in dem sich mehrere Zehntausend Gasteilchen spontan zu einer selbstdefinierenden Kristallstruktur organisieren und dabei dieselbe makroskopische Wellenfunktion teilen – die Kennzeichen der Superhärte.“

Forscher in Innsbruck experimentell erschaffenZustände, die diese Eigenschaften der Superfestigkeit demonstrieren und die Kraft der Wechselwirkung zwischen Teilchen in Quantengasen von Erbium und Dysprosium abstimmen. „Während in Erbium der superharte Zustand nur vorübergehend ist, zeigt unsere Erkenntnis von Dysprosium eine beispiellose Stabilität“, sagt Francesca Ferlayno. "Überdehntes Verhalten hält nicht nur lange an, sondern wird auch direkt durch Verdunstungskühlung erreicht, beginnend mit einer thermischen Probe."