Los fermiones son partículas elementales ubicuas. Se extienden desde electrones en metales, a los protones y neutrones en los núcleos ya los quarks en el nivel subnuclear. Más lejos, Poseen un grado intrínseco de libertad llamado espín con solo dos configuraciones posibles, ya sea hacia arriba o hacia abajo. En un nuevo estudio publicado en EPJ B , Los físicos teóricos exploran la posibilidad de controlar por separado las poblaciones de giro ascendente y descendente de un grupo de fermiones que interactúan. Su teoría detallada que describe el desequilibrio de la población de espines podría ser relevante, por ejemplo, al campo de la espintrónica, que explota poblaciones de espín polarizadas.
Las mezclas de partículas de Fermi desequilibradas ocurren en materias como, por ejemplo, semiconductores colocados en un campo magnético, en materia nuclear, y en el plasma de estrellas de neutrones, que combina los quarks y gluones de las subpartículas elementales. Pierbiagio Pieri y Giancarlo Calvanese Strinati de la Universidad de Camerino, Italia, centrado en un sistema de fermiones que interactúa donde las poblaciones de giro ascendente y descendente están desequilibradas. Ampliaron la demostración de un teorema que se concibió originalmente para la teoría exacta de un líquido de Fermi con poblaciones iguales de giro ascendente y descendente, llamado teorema de Luttinger, a estos sistemas desequilibrados.
Las observaciones experimentales anteriores implicaron controlar por separado el número de fermiones con un giro dado, que conduce a un movimiento libre sin viscosidad en las partículas de gas, alcanzando un estado superfluido. El trabajo de Wolfgang Ketterle y su grupo en el MIT, ESTADOS UNIDOS, en 2008, También demostró que la diferencia entre dos poblaciones de espín se puede hacer tan grande que se destruye la superfluidez y el sistema permanece normal incluso a temperatura cero.
Sucesivamente, este último trabajo teórico introduce una restricción que es clave para los cálculos numéricos para sistemas cuánticos de muchos cuerpos tan grandes, es decir, que los radios de las dos esferas de Fermi, que caracterizan los sistemas que no interactúan de fermiones spin-up y spin-down, se conservan por separado cuando se inicia la interacción entre los fermiones spin-up y spin-down.
