La investigación experimental de la materia cuántica ultra fría permite estudiar fenómenos de la mecánica cuántica que de otro modo serían inaccesibles. Un equipo dirigido por la física de Innsbruck Francesca Ferlaino ahora ha mezclado gases cuánticos de dos elementos fuertemente magnéticos, erbio y disprosio, y creó una mezcla cuántica dipolar.

Hace unos pocos años, parecía inviable extender las técnicas de manipulación de átomos y enfriamiento profundo en el régimen ultrafrío a especies atómicas de muchos electrones de valencia. La razón es la creciente complejidad del espectro atómico y las propiedades de dispersión desconocidas. Sin embargo, un equipo de investigadores, dirigido por Ben Lev en la Universidad de Stanford y un equipo austriaco dirigido por Francesca Ferlaino en la Universidad de Innsbruck demostró la degeneración cuántica de las especies de tierras raras. El grupo de Ferlaino centró la investigación en el erbio y desarrolló un poderoso pero un enfoque sorprendentemente simple para producir un condensado de Bose-Einstein.

"Hemos demostrado cómo la complejidad de la física atómica puede abrir nuevas posibilidades, "dice Ferlaino. Las especies magnéticas son una plataforma ideal para crear materia cuántica dipolar, en el que las partículas interactúan entre sí a través de una interacción de largo alcance y dependiente de la orientación como pequeños imanes cuánticos.

En un nuevo artículo ahora publicado en la revista Cartas de revisión física , el equipo de investigación austriaco da un nuevo salto en el campo de la materia dipolar. Mezclaron erbio y disprosio, y por primera vez produjo una mezcla cuántica dipolar. "Estudiamos con mucho cuidado los espectros atómicos de estas dos especies e hicimos planes sobre cómo combinarlos y alcanzar la degeneración cuántica simultánea". "dice Philipp Ilzhöfer, uno de los dos autores principales del artículo.

"Y nuestro plan funcionó incluso mejor de lo esperado, permitiéndonos crear un sistema en el que los condensados ​​de Bose-Einstein de erbio y disprosio coexistan e interactúen entre sí, "añade Arno Trautmann, el otro autor principal. Este avance promete abrir nuevas fronteras de investigación en el campo de la materia cuántica dipolar debido a la interacción de largo alcance entre las dos especies.