Ultracold-kvanttikaasut muodostavat kiteisen ja superfluidin superkappaleen

Ylipaino on paradoksaalinen tila, kun aine kiteytyy ja muuttuu

supraneste. 50 vuotta sitten ennustettua tällaista epäloogista vaihetta haettiin pitkään superfluidissa heliumissa. Vuosikymmenien jälkeen tehtyjen teoreettisten ja kokeellisten kokeiden ja tutkimusten jälkeen näissä järjestelmissä ei kuitenkaan vielä ole todisteita siitä, että super-vahvuus on olemassa. Kaksi tutkijaryhmää, joita johtaa Francesca Ferlaino, yksi Innsbruckin yliopiston kokeellisen fysiikan instituutissa ja toinen Itävallan tiedeakatemian kvanttioptiikan instituutissa ja kvantti-informaatiossa, raportoivat parhaillaan tämän eksoottisen tilan merkkeistä kvanttikaasujen äärimmäisessä tilassa.

UNI INNSBRUCK

Vaikka toistaiseksi suurin osa työstä on ollutkeskittyi heliumiin, tutkijat ovat viime aikoina kääntyneet kvanttikaasuihin - erityisesti niihin, joilla on voimakas dipolivuorovaikutus. ”Viimeaikaiset kokeet ovat osoittaneet, että tällaisilla kaasuilla on olennainen samankaltaisuus superfluidiseen heliumiin,” sanoo Lorian Chomaz viittaamalla Innsbruckissa ja Stuttgartissa viime vuosina tapahtuneisiin kokeisiin. "Nämä ominaisuudet luovat perustan sellaisen tilan saavuttamiselle, jossa useat kymmenet tuhannet kaasupartikkelit järjestävät itsestään itsemääräävän kristallirakenteen, ja samalla jakavat saman makroskooppisen aaltofunktion - superkovuuden erityispiirteet."

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."