新维度的超固体量子气体

超子量子气体

第一次在实验室中生产的二维超载量子气体。信用:IQOQI Innsbruck / Harald Ritritch

第一次在实验室中生产的二维超载量子气体。

量子气体非常适合于研究互动的微观后果。今天,科学家可以精确地控制实验室中极其冷却的气体云中的个体颗粒,揭示在日常世界中无法观察到的现象。例如,Bose-Einstein冷凝物中的单个原子完全截匙。这意味着同样的原子存在于凝析油内的每一点上。

两年前,弗朗西斯卡Ferlaino领导的研究小组的实验物理因斯布鲁克大学和研究所量子光学和量子信息在因斯布鲁克的奥地利科学院管理第一次生成超固体在超冷量子气体磁性原子。磁相互作用使原子自组织成液滴,并按照规则的模式排列。

“通常情况下,你会认为每个原子会在一个特定的液滴中被发现,没有办法进入它们之间,”弗朗西斯卡·费拉诺研究小组的马修·诺尔西亚说。“然而,在超固态状态下,每个粒子在所有液滴上都是离域的,同时存在于每个液滴中。所以基本上,你有一个系统,它有一系列高密度区域(水滴),所有这些区域都共享相同的离域原子。”

尽管存在空间秩序(超流体),但这种奇异的结构可以产生无摩擦流等效果。

新的维度,新的效果有待探索

到目前为止,量子气体中的超固态只被观察到是一串液滴(沿一维方向)。“通过与Leibniz Universität Hannover的理论家Luis Santos和因斯布鲁克的理论家Russell Bisset的合作,我们现在已经将这种现象扩展到二维,产生了两行或多行液滴的系统,”Matthew Norcia解释说。这不仅是定量的改进,而且极大地拓宽了研究视角。

“例如,在二维超负系统中,人们可以研究几个相邻液滴之间的孔中的涡流如何。”“理论上描述的这些涡流尚未被证明,但它们代表了超富力的重要后果,”Francesca Ferlaino已经展望未来。现在在“自然”期刊上报告的实验会产生新的机会,以进一步调查这种令人着迷状态的基本物理。

新研究领域:超固体

50年前就预言过,超固态及其惊人的特性已经在超流氦中得到了广泛的研究。然而,经过几十年的理论和实验研究,仍然没有一个明确的证据证明该系统的超固态。两年前,比萨、斯图加特和因斯布鲁克的研究小组首次独立成功地从超冷量子气体中的磁性原子中创造出所谓的超固体。超固体这一新兴的、不断发展的研究领域的基础是磁性原子的强极性,其相互作用特性使得在实验室中创造出物质的这种矛盾的量子力学状态成为可能。

参考:“双极量子气体中的二维超原”8月2021年8月18日,自然
DOI:10.1038 / S41586-021-03725-7

这项研究得到了奥地利科学基金会、联邦教育、科学和研究部以及欧盟等机构的财政支持。

4评论论“新维度的超固体量子气体”

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  2. 嗯...颞间空间“润滑脂”?取决于你如何看待它...量子“计算”或......

  3. 当月亮在第七宫,木星与火星结盟,和平将引导行星,爱将引导恒星,这是量子气体中的超固体状态的黎明。磁相互作用使原子自我组织,并以规则的模式排列自己。自组织物质,连接事物的基础.....这是很重的东西。农场鳟鱼!

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