Ultracold gazy kwantowe tworzą krystaliczne i nadciekłe superciało

Super siła to paradoksalny stan, w którym substancja krystalizuje i jednocześnie staje się

nadciekły.Przewidzianej 50 lat temu takiej nielogicznej fazy szukano od dawna w nadciekłym helu. Jednak po dziesięcioleciach teoretycznych i eksperymentalnych eksperymentów i badań nadal brakuje jednoznacznego dowodu na superwytrzymałość tych układów. Dwie grupy badawcze kierowane przez Francescę Ferlaino, jedna w Instytucie Fizyki Doświadczalnej na Uniwersytecie w Innsbrucku, a druga w Instytucie Optyki Kwantowej i Informacji Kwantowej Austriackiej Akademii Nauk, donoszą obecnie o obserwacji sygnatur tego egzotycznego ultrazimnego obiektu stan w gazach kwantowych.

UNI INNSBRUCK

Chociaż większość pracy do tej pory została wykonanaskupiając się na helu, badacze zajęli się ostatnio gazami kwantowymi, w szczególności tymi, które wykazują silne oddziaływania dipolowe. „Ostatnie eksperymenty wykazały, że takie gazy wykazują zasadnicze podobieństwo do nadciekłego helu” – mówi Lorian Chomaz, odnosząc się do postępów w eksperymentach w Innsbrucku i Stuttgarcie w ciągu ostatnich kilku lat. „Te cechy stanowią podstawę do osiągnięcia stanu, w którym kilkadziesiąt tysięcy cząstek gazu spontanicznie organizuje się w samookreślającą się strukturę krystaliczną, mając jednocześnie tę samą makroskopową funkcję falową – co jest oznaką supertwardości”.

Naukowcy z Innsbrucka stworzyli eksperymentalniestany, które demonstrują te cechy super siły, dostrajając siłę interakcji między cząstkami w gazach kwantowych erbu i dysprozu. „Podczas gdy w erbie stan superhard jest tylko tymczasowy, nasza realizacja dysprozu wykazuje niespotykaną stabilność”, mówi Francesca Ferlayno. „Nadmierne rozciąganie nie tylko trwa długo, ale jest również bezpośrednio osiągane przez chłodzenie wyparne, zaczynając od próbki termicznej”.