Dans un condensat de Bose-Einstein d'atomes dipolaires (flèches blanches), des « gouttelettes » denses (bleu foncé) se formeront en raison de l'interaction complexe entre le potentiel de piégeage (ligne grise), les interactions dipolaires et de contact des atomes, et les fluctuations quantiques. Le Modugno, Pfau, et les équipes de Ferlaino ont créé les conditions pour obtenir une cohérence entre les gouttelettes individuelles, qui est médiée par le fond d'atomes condensés de Bose (bleu clair) dans le piège. Cette cohérence fournit une signature indirecte de supersolidité. Crédit :APS/Alan Stonebraker/ Physique
Trois équipes de chercheurs travaillant indépendamment les unes des autres ont montré que certains gaz quantiques dipolaires sont capables de supporter un état de propriétés supersolides. Une équipe dirigée par Giovanni Modugno de l'Université de Florence a publié ses conclusions dans Lettres d'examen physique . La deuxième équipe, dirigé par Tilman Pfau de l'Université de Stuttgart, a publié ses conclusions dans Examen physique X , et le troisième, dirigés par Francesca Ferlaino de l'Université d'Innsbruck ont téléchargé leurs conclusions sur le arXiv serveur de préimpression.
Les supersolides sont des matériaux théorisés avec des atomes qui sont disposés dans la périodicité spatiale des cristaux, mais sont capables de s'écouler comme un liquide lorsqu'ils sont exposés à des conditions extrêmement froides. En substance, ce sont des solides qui peuvent s'écouler comme un liquide. En raison de leurs caractéristiques uniques, les chercheurs ont essayé de les créer en laboratoire, mais jusqu'à maintenant, ont rencontré peu de succès. Dans ces trois nouveaux efforts, les trois équipes prétendent avoir utilisé la théorie et l'expérimentation pour montrer que les gaz quantiques dipolaires peuvent supporter un état de propriétés supersolides. qui sont notamment des superfluides.
La plupart des efforts pour créer des supersolides ont commencé par des tentatives de forcer un superfluide dans une structure cristalline tout en maintenant sa capacité à s'écouler, mais ces efforts n'ont pas abouti. De retour en 2003, deux équipes de chercheurs ont proposé l'idée d'ingénierie des interactions atomiques par le biais d'un couplage dipolaire à longue distance, une idée qui s'est révélée prometteuse mais n'a toujours pas conduit à la création d'un supersolide. Les trois équipes de ces nouveaux efforts ont basé leurs efforts sur cette idée en utilisant des BEC car elles ont naturellement des moments dipolaires magnétiques forts, considéré comme une partie nécessaire de la création d'un supersolide.
Les trois équipes ont travaillé avec l'idée que des "gouttelettes" denses se formeront dans un BEC dans les bonnes conditions, dans lequel juste les bonnes interactions se traduiraient par une cohérence entre les gouttelettes, permettant la création d'une structure cristalline, tout en maintenant les propriétés d'écoulement du BEC d'origine.
Deux des équipes, ceux dirigés par Modugno et Pfau, ont utilisé l'isotope dysprosium-162 dans leur travail en raison des forces répulsives qui dominent les interactions dipolaires. La troisième équipe a utilisé deux autres isotopes, dysprosium-164 et erbium-166 en raison de leurs interactions dipolaires dominantes. À la fin, tous les trois ont démontré que les gaz dipolaires peuvent être utilisés pour montrer les propriétés d'un supersolide dans un matériau.
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