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    Las partículas cuánticas forman gotas

    Las gotitas cuánticas pueden conservar su forma en ausencia de confinamiento externo debido a los efectos cuánticos. Crédito:IQOQI / Harald Ritsch

    En experimentos con átomos magnéticos realizados a temperaturas extremadamente bajas, Los científicos han demostrado una fase única de la materia:los átomos forman un nuevo tipo de líquido cuántico o estado de gota cuántica. Estas llamadas gotas cuánticas pueden conservar su forma en ausencia de confinamiento externo debido a los efectos cuánticos. El equipo conjunto de físicos experimentales de Innsbruck y físicos teóricos de Hannover informan sobre sus hallazgos en la revista. Revisión física X .

    "Nuestras gotas cuánticas están en fase gaseosa, pero aún caen como una roca, "explica la física experimental Francesca Ferlaino cuando habla del fascinante experimento. En el laboratorio, su equipo observó cómo se formaban macrogotas en un gas cuántico. Los científicos se sorprendieron al descubrir que las gotas cuánticas se mantenían juntas casi sin intervención externa y únicamente por efectos cuánticos. Este descubrimiento del equipo de investigación en Innsbruck, y un trabajo similar realizado simultáneamente por un grupo de investigación de la Universidad de Stuttgart que trabaja con el elemento magnético disprosio, abre un campo de investigación completamente nuevo en el campo de los gases cuánticos ultrafríos.

    En su experimento, los investigadores produjeron un condensado de Bose-Einstein de átomos de erbio a temperaturas extremadamente bajas en una cámara de vacío. Luego controlaron la interacción de las partículas mediante el uso de un campo magnético externo. Las propiedades únicas de los átomos magnéticos permitieron suprimir las interacciones regulares hasta el punto de que las correlaciones cuánticas se convirtieron en la fuerza impulsora. Con su equipo, Ferlaino ha podido demostrar que las fluctuaciones cuánticas conducen a una repulsión efectiva de partículas que proporciona la tensión superficial necesaria para estabilizar una gota cuántica contra el colapso. "En nuestro experimento tenemos, por primera vez, realizó un cruce controlado de un condensado de Bose-Einstein, que se comporta como un gas superfluido, en una única gota cuántica gigante similar a un líquido de 20, 000 átomos, "explica el físico experimental y primer autor del estudio Lauriane Chomaz. Gracias al exquisito control de las interacciones interatómicas en el experimento, los físicos pudieron demostrar de manera concluyente la importancia de las fluctuaciones cuánticas comparando sus datos experimentales con la teoría desarrollada por el grupo de investigación de Luis Santos en la Universidad de Hannover.

    El excelente acuerdo entre la teoría y el experimento reveló el papel de las fluctuaciones cuánticas junto con las propiedades contraintuitivas de esta nueva fase de la materia. que se puede encontrar entre los condensados ​​gaseosos de Bose-Einstein y el helio líquido superfluido. Investigaciones adicionales de este estado de gotitas pueden contribuir a aumentar nuestro conocimiento de la superfluidez. Junto al helio, una gota cuántica es el único sistema superfluido de tipo líquido conocido. Los gases cuánticos ultrafríos ofrecen una plataforma única y perfecta para estudiar este fenómeno debido a su alta pureza y sintonía. A largo plazo, esta fase de la materia podría conducir a nuevos conocimientos relevantes para los estudios de supersolidez, que es materia condensada superfluida.

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