A investigação experimental da matéria quântica ultracold torna possível estudar fenômenos da mecânica quântica que de outra forma seriam inacessíveis. Uma equipe liderada pela física de Innsbruck Francesca Ferlaino já misturou gases quânticos de dois elementos fortemente magnéticos, érbio e disprósio, e criou uma mistura quântica dipolar.

Alguns anos atrás, parecia inviável estender as técnicas de manipulação de átomos e resfriamento profundo no regime ultracold para espécies atômicas de muitos elétrons de valência. A razão é a crescente complexidade do espectro atômico e as propriedades de espalhamento desconhecidas. Contudo, uma equipe de pesquisadores, liderado por Ben Lev na Universidade de Stanford e uma equipe austríaca dirigida por Francesca Ferlaino na Universidade de Innsbruck demonstrou degeneração quântica de espécies de terras raras. O grupo de Ferlaino focou a pesquisa em érbio e desenvolveu um poderoso, ainda uma abordagem surpreendentemente simples para produzir um condensado de Bose-Einstein.

"Mostramos como a complexidade da física atômica pode abrir novas possibilidades, "diz Ferlaino. As espécies magnéticas são uma plataforma ideal para criar matéria quântica dipolar, em que as partículas interagem umas com as outras por meio de uma interação de longo alcance e dependente da orientação como pequenos ímãs quânticos.

Em um novo artigo agora publicado na revista Cartas de revisão física , a equipe de pesquisa austríaca dá um novo salto no campo da matéria dipolar. Eles misturaram érbio e disprósio, e pela primeira vez, produziu uma mistura quântica dipolar. "Estudamos com muito cuidado os espectros atômicos dessas duas espécies e fizemos planos sobre como combiná-los e alcançar a degenerescência quântica simultânea, "diz Philipp Ilzhöfer, um dos dois principais autores do artigo.

"E nosso esquema funcionou ainda melhor do que o esperado, permitindo-nos criar um sistema no qual condensados ​​de Bose-Einstein de érbio e disprósio coexistem e interagem entre si, "acrescenta Arno Trautmann, o outro autor principal. Este avanço promete abrir novas fronteiras de pesquisa no campo da matéria quântica dipolar por causa da interação de longo alcance entre as duas espécies.