Drie teams van onafhankelijk van elkaar werkende onderzoekers hebben aangetoond dat bepaalde dipolaire kwantumgassen een staat van supervaste eigenschappen kunnen ondersteunen. Een team onder leiding van Giovanni Modugno van de Universiteit van Florence heeft hun bevindingen gepubliceerd in: Fysieke beoordelingsbrieven . Het tweede elftal, onder leiding van Tilman Pfau van de Universiteit van Stuttgart, heeft hun bevindingen gepubliceerd in Fysieke beoordeling X , en de derde, onder leiding van Francesca Ferlaino van de Universiteit van Innsbruck heeft hun bevindingen geüpload naar de arXiv preprint-server.

Supervaste stoffen zijn getheoretiseerde materialen met atomen die zijn gerangschikt in de ruimtelijke periodiciteit van kristallen, maar kunnen stromen als een vloeistof wanneer ze worden blootgesteld aan extreem koude omstandigheden. In essentie, het zijn vaste stoffen die kunnen stromen als een vloeistof. Door hun unieke eigenschappen, onderzoekers hebben geprobeerd ze in het laboratorium te maken, maar tot nu toe, weinig succes gehad. In deze drie nieuwe pogingen, alle drie de teams beweren theorie en experimenten te hebben gebruikt om aan te tonen dat dipolaire kwantumgassen een staat van supervaste eigenschappen kunnen ondersteunen - alle drie de teams hebben dit bereikt met behulp van Bose-Einstein-condensaten (BEC's), die met name superfluïde zijn.

De meeste pogingen om supervaste stoffen te creëren zijn begonnen met pogingen om een ​​superfluïde in een kristalachtige structuur te dwingen met behoud van het vermogen om te stromen, maar dergelijke pogingen zijn niet gelukt. In 2003, twee teams van onderzoekers stelden het idee voor om atomaire interacties te ontwerpen door middel van dipolaire koppeling op lange afstand - een idee dat veelbelovend was, maar nog steeds niet leidde tot de creatie van een supersolid. Alle drie de teams in deze nieuwe inspanningen hebben hun inspanningen gebaseerd op dit idee door BEC's te gebruiken omdat ze van nature sterke magnetische dipoolmomenten hebben, beschouwd als een noodzakelijk onderdeel van het creëren van een supersolid.

Alle drie de teams werkten met het idee dat zich onder de juiste omstandigheden dichte "druppeltjes" zullen vormen in een BEC, waarin precies de juiste interacties zouden resulteren in coherentie tussen de druppeltjes, waardoor een kristallijne structuur kan worden gecreëerd - en dit alles met behoud van de vloei-eigenschappen van de oorspronkelijke BEC.

Twee van de teams, die onder leiding van Modugno en Pfau, gebruikten de isotoop dysprosium-162 in hun werk vanwege de afstotende krachten die dipolaire interacties domineren. Het derde team gebruikte twee andere isotopen, dysprosium-164 en erbium-166 vanwege hun dominante dipolaire interacties. Uiteindelijk, alle drie toonden aan dat dipolaire gassen kunnen worden gebruikt om eigenschappen van een supervaste stof in een materiaal aan te tonen.

© 2019 Wetenschap X Netwerk