Ultracold-kvanttikaasut muodostavat kiteisen ja superfluidin superkappaleen

Superlujuus on paradoksaalinen tila, kun aine kiteytyy ja samalla muuttuu

superneste.50 vuotta sitten ennustettuna tällaista epäloogista vaihetta on etsitty jo pitkään supernesteisessä heliumissa. Kuitenkin vuosikymmeniä kestäneiden teoreettisten ja kokeellisten kokeiden ja tutkimuksen jälkeen yksiselitteinen todiste näiden järjestelmien supervahuudesta puuttuu edelleen. Kaksi Francesca Ferlainon johtamaa tutkimusryhmää, joista toinen on Innsbruckin yliopiston kokeellisen fysiikan instituutissa ja toinen Itävallan tiedeakatemian kvanttioptiikan ja kvanttiinformaation instituutissa, raportoivat nyt tämän eksoottisen ultrakylmän tunnisteiden havainnoista. tila kvanttikaasuissa.

UNI INNSBRUCK

Vaikka suurin osa työstä on tähän mennessä ollutheliumiin keskittyneet tutkijat ovat äskettäin siirtyneet kvanttikaasuihin - erityisesti niihin, joilla on vahva dipolivuorovaikutus. "Viimeaikaiset kokeet ovat osoittaneet, että tällaisilla kaasuilla on perustavanlaatuinen samankaltaisuus supernesteisen heliumin kanssa", sanoo Lorian Chomaz viitaten Innsbruckissa ja Stuttgartissa viime vuosien aikana saavutettuihin kokeellisiin edistysaskeliin. "Nämä ominaisuudet luovat pohjan tilan saavuttamiselle, jossa useat kymmenet tuhannet kaasuhiukkaset järjestäytyvät spontaanisti itsemäärittyväksi kiderakenteeksi ja jakavat saman makroskooppisen aaltofunktion – superkovuuden tunnusmerkit."

Innsbruckin tutkijat loivat kokeellisestitilat, jotka osoittavat näitä lujuusominaisuuksia, virittämällä sekä erbiumin että dysprosiumin kvanttikaasujen hiukkasten välistä vuorovaikutusta. ”Vaikka erbiumissa superhard-tila on vain väliaikainen, dysprosiumin toteuttaminen osoittaa ennennäkemättömän vakauden”, Francesca Ferlayno sanoo. "Ylimääräinen käyttäytyminen kestää vain kauan, mutta se saavutetaan myös haihdutusjäähdytyksellä, lämpönäytteestä alkaen."