Uma equipe de pesquisadores trabalhando no Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, encontrou evidências de superfluidez em um gás 2D de férmions extremamente frio. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve seu trabalho com um gás Fermi 2D e o que aprenderam com ele.

Um dos grandes desafios restantes na física é entender os fatores em jogo com supercondutores operando em altas temperaturas. Uma abordagem para atingir esse objetivo envolve o estudo da superfluidez dos materiais. Superfluidos são materiais que podem fluir sem viscosidade - embora apenas em velocidades mais baixas do que sua velocidade crítica. Neste novo esforço, os pesquisadores analisaram a possibilidade de um gás Fermi 2D como um superfluido. Pesquisas anteriores mostraram que os gases 3D Fermi podem exibir características de superfluido, e a teoria sugere que os gases Fermi 2D podem, também, mas até agora, isso nunca havia sido demonstrado.

O experimento e a demonstração da equipe na Alemanha começaram com os pesquisadores isolando aproximadamente 6, 000 íons de lítio-6 criando um gás Fermi. Eles então usaram equipamentos ópticos e magnéticos para resfriar o gás até quase zero absoluto - isso manteve os íons firmemente no lugar. Os pesquisadores então criaram uma "caixa" para os átomos, suspendendo-os em uma rede criada com dois lasers azuis. Isso permitiu confinar os átomos em uma configuração 2D. Os pesquisadores então forçaram o gás através da rede usando dois feixes de laser vermelho usando um padrão de interferência. Mudar a frequência dos lasers permitiu aos pesquisadores variar a velocidade com que o gás se movia através da rede.

Os pesquisadores então testaram o gás na rede para ver se ele se movia sem viscosidade e, em caso afirmativo, em que velocidades. O teste foi feito verificando a temperatura na rede conforme o gás se movia - na ausência de viscosidade, nenhum calor é gerado. Seus experimentos mostraram que o gás é um superfluido e que sofreu uma transição de fase para um gás normal a 35 nK - o que eles observam, concorda com o que foi teorizado. Eles sugerem que seu trabalho criou um caminho para estudar a superfluidez em materiais fermiônicos 2D.

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