Tre hold viser uafhængigt af dipolære kvantegasser, der understøtter tilstanden af ​​supersolid egenskaber

I et betydeligt gennembrud har tre separate forskerhold uafhængigt påvist eksistensen af ​​supersolid-egenskaber i dipolære kvantegasser. Disse resultater åbner nye veje til at forstå samspillet mellem kvantemekanik og det kondenserede stofs fysik.

Supersoliditet er en unik stoftilstand, hvor et materiale udviser både superflydende og faste egenskaber samtidigt. I superfluid flyder atomer uden modstand, mens de i et fast stof holdes i faste positioner. Supersolider har på den anden side egenskaber for begge faser, hvilket giver mulighed for udbredelse af lydbølger og eksistensen af ​​lang rækkefølge.

De tre hold, ledet af forskere fra University of Innsbruck, Rice University og Flatiron Institute, arbejdede med dipolære kvantegasser, hvor partiklerne har et elektrisk dipolmoment, der ikke er nul. Ved omhyggeligt at kontrollere vekselvirkningerne mellem disse dipolære atomer og styrken af ​​det magnetiske felt, var holdene i stand til at skabe betingelser, der var gunstige for fremkomsten af ​​supersoliditet.

Forskerne brugte forskellige eksperimentelle teknikker til at undersøge egenskaberne af de dipolære kvantegasser. Innsbruck-teamet brugte Bragg-spektroskopi til at måle lydhastigheden og studere de kollektive excitationer i systemet. Rice University-forskere brugte en kombination af Bragg-spektroskopi og tæthedsmålinger til at karakterisere den supersolid-tilstand. Flatiron Institute-teamet brugte en ny teknik kaldet spin-ekko-spektroskopi til at undersøge dynamikken i den dipolære kvantegas og bekræfte dens supersolid-adfærd.

De uafhængige observationer af supersoliditet i dipolære kvantegasser giver stærke beviser for eksistensen af ​​denne eksotiske tilstand af stof. Disse resultater har dybtgående implikationer for vores forståelse af kvantefaseovergange og adfærden af ​​stærkt korrelerede kvantesystemer. De tilbyder også en lovende platform til at udforske andre nye kvantefænomener og faser af stof.

Dipolære kvantegasser giver unikke muligheder for at studere supersoliditet på grund af den ekstra grad af frihed, som de elektriske dipolmomenter giver. Ved at manipulere disse dipoler kan forskere tune interaktionerne mellem atomer og få adgang til et rigt udvalg af kvantetilstande. Den vellykkede realisering af supersoliditet i dipolære kvantegasser baner vejen for yderligere undersøgelser af de grundlæggende egenskaber af denne spændende tilstand af stof.

Samlet set repræsenterer de uafhængige demonstrationer af supersoliditet i dipolære kvantegasser en stor milepæl inden for kvantestofforskning og åbner spændende muligheder for fremtidig udforskning og forståelse af kvantefænomener.