Físicos da Universidade de Luxemburgo, junto com colaboradores internacionais, publicaram recentemente um artigo na revista de renome internacional Cartas de revisão física . Neste artigo, eles demonstram como os efeitos de interferência da mecânica quântica podem permitir que os experimentadores estudem melhor as propriedades das partículas aprisionadas em líquidos quânticos por meio de ressonâncias no espectro de absorção.

Ondas superficiais na água

Atirar uma pedra em um lago tranquilo cria ondulações na superfície da água. Atirar duas pedras no lago cria duas dessas ondas de superfície, que pode formar um padrão de interferência interessante. Criar essas ondas requer energia, que é transferido das pedras para a água, em última análise, resultando nas pedras experimentando uma força de atrito. Na física clássica, este é um problema muito antigo, mas sua contraparte na mecânica quântica ainda guarda surpresas.

Condensados ​​de Bose-Einstein

O equivalente mecânico quântico consiste em dois íons carregados que estão imersos em um "líquido" formado por átomos neutros mais leves. Experimentalmente, tais sistemas já foram realizados há alguns anos, combinando uma armadilha de íons, que mantém os íons carregados no lugar, com uma armadilha magneto-óptica que permite trazer os átomos neutros para um estado quântico coletivo chamado condensado de Bose-Einstein (BEC). Como o par de íons é eletricamente carregado, eles podem ser manipulados usando campos elétricos. Em particular, a transferência de energia dos íons para o BEC, e a força de atrito resultante, pode ser medido estudando a absorção de campos eletromagnéticos.

Ressonâncias e antirressonâncias

Físicos do grupo de Thomas Schmidt da Universidade de Luxemburgo, juntamente com pesquisadores do Institut Polytechnique de Paris e da Iowa State University, descobriram que um novo fenômeno surge se o BEC é alongado e a natureza quântica dos dois íons e os átomos são levados em consideração. Nesse caso, a interferência entre as ondas emitidas pelos íons e o campo elétrico aplicado externamente causa ressonância e antirressonância no espectro de absorção. Na frequência ressonante, os íons reagem muito fortemente a um campo elétrico aplicado, enquanto nas antirressonâncias, nenhuma energia pode ser absorvida do campo aplicado.

Essas ressonâncias e antirressonâncias são consequência de interferências quânticas, a natureza alongada do BEC, e a forte força de Coulomb atuando entre o íon e os átomos. Portanto, eles podem servir como uma ferramenta experimental útil para caracterizar ainda mais as propriedades dos BECs, como a velocidade do som ou como eles interagem com íons incorporados.