Agora é tecnicamente possível manter grupos de átomos em temperaturas que estão apenas alguns centésimos de grau acima do zero absoluto. Este chamado 'gás ultracold' carregado em uma rede óptica é uma plataforma extremamente poderosa para estudar fenômenos da mecânica quântica, incluindo transições de fase, devido ao excelente controle dos parâmetros experimentais, tais como profundidades potenciais, forças de interação interpartículas e parâmetros de rede. Sk Noor Nabi da Universidade de Zhejiang em Hangzhou, China e colegas do Instituto Indiano de Tecnologia, Guwahati, Índia, estudaram a transição de fase entre os estados de isolamento de Mott (MI) e superfluido (SF) de tal gás em um campo magnético sintético dependente do tempo. Seus resultados, publicado em EPJ B , mostram que o espectro de energia do gás perde simetria no campo magnético flutuante. Isso é observado no desaparecimento do impressionante efeito 'borboleta de Hofstadter' visto no espectro de energia sob um campo magnético constante.

A física de um gás ultracold - dito de outra forma, de interagir, bósons neutros próximos ao zero absoluto - podem ser descritos matematicamente com o modelo de Bose-Hubbard. Usando esta teoria, Nabi e seus colegas modelaram um gás neutro ultracold em um campo magnético sintético com um fluxo magnético que variava ao longo do tempo. Traçar os diagramas de fase em diferentes pontos de tempo e para diferentes valores de fluxo magnético mostrou algumas mudanças bastante dramáticas na forma da fronteira entre os estados MI (isolante) e SF (viscosidade zero). Assim, a estabilidade da fase MI e, portanto, a localização crítica da transição de fase depende da escolha particular do campo medidor dependente do tempo. Eles também mostraram que a simetria do espectro de energia sob um campo magnético constante foi perdida uma vez que a dependência do tempo foi introduzida, levando ao desaparecimento do padrão característico da borboleta de Hofstadter.

O modelo de Bose-Hubbard é importante para o estudo do emaranhamento quântico, que tem muitas aplicações na teoria da informação quântica. Portanto, estudos como este - que podem à primeira vista parecer um tanto obscuros - podem vir a ter aplicações no "mundo real" quando os computadores quânticos se tornarem viáveis.