In een nieuwe studie laten onderzoeken onder leiding van Francesca Ferlaino en Russell Bisset zien hoe een atomair gas kan worden gekoeld tot een supervaste stof met een ronde, 2D-vorm. De methode stelt onderzoekers in staat om deze exotische toestanden van materie verder te bestuderen en te zoeken naar kenmerken zoals turbulente wervels.

De laatste jaren is er een nieuwe staat van materie op het toneel verschenen:de supersolid. Deze heeft zowel de kristalstructuur van een vaste stof als de eigenschappen van een superfluïde, een kwantumvloeistof die wrijvingsloos kan stromen. Het team onder leiding van Francesca Ferlaino van de afdeling Experimentele Fysica van de Universiteit van Innsbruck en het Institute of Quantum Optics and Quantum Information van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen in Innsbruck was een van de eersten die supervaste toestanden opwekte in ultrakoude kwantumgassen van magnetische atomen. Nu laten ze zien dat een gevestigde methode voor het vormen van supervaste stoffen in een eendimensionaal kristal - door af te stemmen hoe de deeltjes met elkaar omgaan - er niet in slaagt om supervastheid in twee dimensies te bereiken.

"Door een nieuwe theoretische techniek te ontwikkelen, laten we zien dat het koelen van een gas van magnetische atomen rechtstreeks in het supervaste regime een haalbare methode is om grote tweedimensionale supervaste stoffen te creëren", zegt Thomas Bland, eerste auteur van de nieuwe studie in Fysieke beoordelingsbrieven . Hiervoor gebruiken de onderzoekers ronde, pannenkoekvormige vallen. Dit leidde het team tot de experimentele observatie van de eerste supervaste stof in een ronde val om een ​​bijna cirkelvormige 2D-supervaste stof te creëren. Dit volgt op de observatie van hetzelfde team vorig jaar van de eerste 2D supersolids in langwerpige geometrieën. Deze experimenten openen de deur naar toekomstige theoretische studies van de kristalgroei. "In een tweedimensionaal supervast systeem kan men bijvoorbeeld bestuderen hoe wervels ontstaan. Deze in theorie beschreven wervels zijn nog niet aangetoond, maar ze vertegenwoordigen een belangrijk gevolg van superfluïditeit", zegt Thomas Bland. + Verder verkennen

Tweedimensionaal supervast kwantumgas voor het eerst geproduceerd in het laboratorium