Em um condensado de Bose-Einstein de átomos dipolares (setas brancas), "gotículas" densas (azul escuro) se formarão por causa da interação intrincada entre o potencial de captura (linha cinza), as interações dipolar e de contato dos átomos, e flutuações quânticas. O Modugno, Pfau, e as equipes da Ferlaino criaram as condições para alcançar a coerência entre as gotas individuais, que é mediado pelo fundo de átomos condensados de Bose (azul claro) na armadilha. Essa coerência fornece uma assinatura indireta de supersolididade. Crédito:APS / Alan Stonebraker / Física
Três equipes de pesquisadores trabalhando independentemente uns dos outros mostraram que certos gases quânticos dipolares são capazes de suportar um estado de propriedades supersólidas. Uma equipe liderada por Giovanni Modugno da Universidade de Florença publicou suas descobertas em Cartas de revisão física . A segunda equipe, liderado por Tilman Pfau da Universidade de Stuttgart, publicou suas descobertas em Revisão Física X , e o terceiro, liderado por Francesca Ferlaino, da Universidade de Innsbruck, enviou suas descobertas para o arXiv servidor de pré-impressão.
Supersólidos são materiais teorizados com átomos que estão dispostos na periodicidade espacial dos cristais, mas são capazes de fluir como um líquido quando expostos a condições extremamente frias. Em essência, são sólidos que podem fluir como um líquido. Por causa de suas características únicas, pesquisadores tentaram criá-los no laboratório, mas até agora, tiveram pouco sucesso. Nestes três novos esforços, todas as três equipes afirmam ter usado teoria e experimentação para mostrar que os gases quânticos dipolares podem suportar um estado de propriedades supersólidas - todas as três equipes realizaram isso usando condensados de Bose-Einstein (BECs), que são notavelmente superfluidos.
A maioria dos esforços para criar supersólidos começou com tentativas de forçar um superfluido em uma estrutura semelhante a um cristal, mantendo sua capacidade de fluir - mas esses esforços não deram certo. Em 2003, duas equipes de pesquisadores propuseram a ideia de interações atômicas de engenharia por meio de acoplamento dipolar de longo alcance - uma ideia que se mostrou promissora, mas ainda não levou à criação de um supersólido. Todas as três equipes nestes novos esforços basearam seus esforços nesta ideia usando BECs porque eles têm momentos dipolo magnéticos naturalmente fortes, considerada uma parte necessária da criação de um supersólido.
Todas as três equipes trabalharam com a ideia de que "gotículas" densas se formarão em um BEC sob as condições certas, em que apenas as interações certas resultariam em coerência entre as gotas, permitindo a criação de uma estrutura cristalina - tudo isso enquanto mantém as propriedades de fluxo do BEC original.
Duas das equipes, aqueles liderados por Modugno e Pfau, usaram o isótopo disprósio-162 em seu trabalho por causa das forças repulsivas que dominam as interações dipolares. A terceira equipe usou dois outros isótopos, disprósio-164 e érbio-166 por causa de suas interações dipolares dominantes. No fim, todos os três demonstraram que gases dipolares podem ser usados para mostrar propriedades de um supersólido em um material.
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