Sondando el antiferromagnetismo en el modelo de Hubbard con un microscopio cuántico de gases. a, Esquema del diagrama de fase bidimensional de Hubbard, incluidas las fases previstas. B, Configuración experimental. C, Imágenes ejemplares en bruto (izquierda) y procesadas (derecha) de la distribución atómica de realizaciones experimentales individuales, con ambos componentes de giro presentes (superior; correspondiente al punto con estrella en a) y con un componente de giro eliminado (inferior). El patrón de tablero de damas observado en las imágenes eliminadas por espín indica la presencia de un antiferromagnet. Crédito:(c) Naturaleza (2017). DOI:10.1038 / nature22362
(Phys.org) —Un equipo de la Universidad de Harvard ha encontrado una manera de crear un antiferromagnet de Fermi-Hubbard de átomo frío, que ofrece una nueva perspectiva sobre cómo se comportan los electrones en los sólidos. En su artículo publicado en la revista Naturaleza , el grupo describe sus experimentos, una nueva herramienta que desarrollaron, y lo que creen haber demostrado utilizando átomos fríos en redes ópticas al explorar el modelo de Fermi-Hubbard. Thierry Giamarchi, de la Universidad de Ginebra, ofrece un artículo de Noticias y opiniones sobre el trabajo realizado por el equipo y ofrece antecedentes sobre el modelo de Fermi-Hubbard. incluyendo una explicación de por qué la simulación del modelo es tan importante.
A medida que los científicos continúan buscando superconductividad a temperatura ambiente, avanzan en la comprensión del comportamiento de los electrones en los sólidos, específicamente las formas en que funcionan las interacciones de la mecánica cuántica con respecto a las propiedades electrónicas. El cálculo de tales interacciones ha demostrado estar más allá de las capacidades actuales, por lo que los científicos han desarrollado modelos que pueden calcularse en su lugar. Uno de estos, el modelo de Fermi-Hubbard, se basa en partículas de Fermi-Dirac que saltan entre puntos en una red. Desafortunadamente, a pesar de su sencillez, Los cálculos para el modelo solo se pueden realizar para puntos de celosía unidimensionales.
Para utilizar el modelo para desarrollar superconductores, Se requieren cálculos 2-D. Debido a esta limitación, algunos científicos han intentado crear una entidad física para simular un modelo de Fermi-Hubbard. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han creado tal entidad física, y al hacerlo, han estado más cerca de lograr el modelo de Fermi-Hubbard que otros intentos. Lo han hecho superando dos problemas importantes que obstaculizaban a otros equipos:lograr temperaturas suficientemente bajas, y resolución de problemas de representación de densidad.
“El problema de intentar encontrar mejores superconductores es que si se toma un material y se cambia un parámetro ... muchas cosas están cambiando, —Dijo Demler. "Con esta simulación, tenemos el control total de los parámetros. Entonces, realmente podemos entender qué ayuda y qué suprime la superconductividad ". Crédito:Rose Lincoln / Fotógrafa del personal de Harvard
Los investigadores crearon una red utilizando láseres y luego atraparon átomos de litio-6 en sus pozos. Luego agregaron una nueva característica para enfriar el sistema rodeando la red con otros átomos que sirvieron como refrigerante. Para superar los problemas de densidad, desarrollaron lo que describen como un "microscopio fermiónico" para rastrear puntos en la red. Después de llenar la red con átomos, el grupo informa que todo el esquema se comportó como un aislante antiferromagnético. Sugieren que su creación podría usarse para estudiar una amplia variedad de problemas de física, y posiblemente para ayudar en la búsqueda de un superconductor de alta temperatura.
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