Der er fundet beviser for overfluiditet i ekstremt kolde 2D -gaser af fermioner

Et team af forskere, der arbejder på Institut für Laserphysik, Universitet Hamburg, har fundet tegn på overfluiditet i en ekstremt kold 2D gas af fermioner. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres arbejde med en 2D Fermi gas og hvad de lærte af det.

En af de store udfordringer, der er tilbage i fysikken, er at forstå de faktorer, der spiller med superledere, der arbejder ved høje temperaturer. En tilgang til at nå dette mål indebærer at studere superfluiditet i materialer. Superfluider er materialer, der kan flyde uden viskositet - dog kun ved lavere hastigheder end deres kritiske hastighed. I denne nye indsats, forskerne så på muligheden for en 2D Fermi -gas som et superfluid. Tidligere forskning har vist, at 3D Fermi -gasser kan udvise superflydende egenskaber, og teori har antydet, at 2D Fermi -gasser kunne, også - men indtil nu, det var aldrig blevet påvist.

Eksperimentet og demonstrationen af ​​teamet i Tyskland begyndte med, at forskerne isolerede cirka 6, 000 lithium-6 ioner, der skaber en Fermi-gas. De brugte derefter optisk og magnetisk udstyr til at afkøle gassen til næsten absolut nul - dette holdt ionerne fast på plads. Forskerne oprettede derefter en "kasse" til atomerne ved at suspendere dem i et gitter skabt ved hjælp af to blå lasere. Dette gav mulighed for at begrænse atomerne til en 2D -konfiguration. Forskerne tvang derefter gassen gennem gitteret ved hjælp af dobbelte røde laserstråler ved hjælp af et interferensmønster. Ændring af laserfrekvensen tillod forskerne at variere hastigheden, hvormed gassen blev flyttet gennem gitteret.

Forskerne testede derefter gassen i gitteret for at se, om den bevægede sig uden viskositet, og hvis ja, ved hvilke hastigheder. Test blev udført ved at kontrollere temperaturen i gitteret, når gassen bevægede sig - i mangel af viskositet, der genereres ingen varme. Deres eksperimenter viste, at gassen var et superfluid, og at den faseovergik til en almindelig gas ved 35 nK-hvilket de bemærker, er enig i det, der var blevet teoretiseret. De foreslår, at deres arbejde har skabt en vej frem for at studere superfluiditet i 2D fermioniske materialer.

© 2021 Science X Network