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    Explorer les comportements exotiques dans les systèmes fermioniques déséquilibrés en population
    Crédit :The European Physical Journal B (2024). DOI :10.1140/epjb/s10051-024-00649-9

    Au cours des 20 dernières années, de nombreux physiciens ont étudié les systèmes fermioniques ultra-froids contenus dans des pièges magnétiques ou optiques. Lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué à un système fermionique à deux espèces, les particules peuvent s'associer pour former des « molécules bosoniques » composites avec un spin entier.



    Ces molécules subissent une condensation de Bose-Einstein lorsqu'elles sont refroidies, où toutes les particules s'accumulent dans l'état quantique de plus basse énergie. La précision de ces expériences a maintenant été améliorée en piégeant les particules à l'intérieur de réseaux optiques :des motifs périodiques formés par des faisceaux laser à propagation inverse.

    Grâce à une recherche publiée dans The European Physical Journal B , Avinaba Mukherjee et Raka Dasgupta de l'Université de Calcutta, en Inde, ont théoriquement prédit une tendance distincte dans les oscillations des condensats de Bose-Einstein formés à partir de ces fermions, qui peuvent être ajustées à l'aide d'un champ magnétique externe.

    Ils ont spécifiquement abordé les systèmes dans lesquels les deux espèces ont des populations inégales (créant des fermions non appariés restants), conduisant à de nouvelles phases exotiques. Leurs résultats pourraient aider les physiciens à détecter de telles nouvelles phases de la matière dans des systèmes fermioniques déséquilibrés et pourraient ouvrir de nouvelles opportunités pour les technologies quantiques.

    Dans leurs travaux, Mukherjee et Dasgupta ont exploré le comportement d’un tel système lorsqu’ils appliquaient une technique souvent utilisée pour manipuler et contrôler les gaz atomiques ultra-froids. Nommé désaccord de Feshbach, il consiste à ajuster l'énergie nécessaire à la formation de molécules bosoniques, à l'aide d'un champ magnétique externe.

    Les chercheurs ont découvert que lorsque le désaccord de Feshbach est supérieur à un certain seuil, la fraction de particules condensées par Bose oscille périodiquement, mais en dessous de ce seuil, il n'y a aucune oscillation. Au total, cela a révélé une relation linéaire entre la fréquence d'oscillation et la force du désaccord de Feshbach appliqué.

    De plus, le duo a découvert que la pente et la position de cette courbe contenaient des informations importantes sur la phase exotique de la matière qui pouvait être trouvée dans le système. Leurs résultats pourraient éventuellement conduire à la découverte de nouvelles propriétés physiques avancées dans ces systèmes, qui pourraient être exploitées dans un large éventail de technologies quantiques.

    Plus d'informations : Avinaba Mukherjee et al, Dynamique périodique des condensats fermioniques déséquilibrés dans la population dans les réseaux optiques, The European Physical Journal B (2024). DOI :10.1140/epjb/s10051-024-00649-9

    Fourni par SciencePOD




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