Un equipo de investigadores que trabaja en el Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, ha encontrado evidencia de superfluidez en un gas de fermiones 2D extremadamente frío. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su trabajo con un gas Fermi 2D y lo que aprendieron de él.

Uno de los grandes desafíos que quedan en la física es comprender los factores en juego con los superconductores que operan a altas temperaturas. Un enfoque para lograr ese objetivo implica estudiar la superfluidez en los materiales. Los superfluidos son materiales que pueden fluir sin viscosidad, aunque solo a velocidades inferiores a su velocidad crítica. En este nuevo esfuerzo, los investigadores analizaron la posibilidad de un gas Fermi 2D como superfluido. Investigaciones anteriores han demostrado que los gases 3D Fermi pueden exhibir características superfluidas, y la teoría ha sugerido que los gases de Fermi 2D podrían, también, pero hasta ahora, nunca se había demostrado.

El experimento y la demostración del equipo en Alemania comenzaron con los investigadores aislando aproximadamente 6, 000 iones de litio-6 creando un gas Fermi. Luego utilizaron equipos ópticos y magnéticos para enfriar el gas hasta casi el cero absoluto, lo que mantuvo los iones firmemente en su lugar. Luego, los investigadores crearon una "caja" para los átomos suspendiéndolos en una red creada con dos láseres azules. Esto permitió confinar los átomos en una configuración 2D. Luego, los investigadores forzaron el gas a través de la red utilizando rayos láser rojos duales utilizando un patrón de interferencia. Cambiar la frecuencia de los láseres permitió a los investigadores variar la velocidad a la que el gas se movía a través de la red.

Luego, los investigadores probaron el gas en la red para ver si se movía sin viscosidad y, de ser así, a que velocidades. La prueba se realizó verificando la temperatura en la red a medida que el gas se movía, en ausencia de viscosidad, no se genera calor. Sus experimentos demostraron que el gas era un superfluido y que hizo una transición de fase a un gas regular a 35 nK, lo que señalaron, está de acuerdo con lo que se había teorizado. Sugieren que su trabajo ha creado un camino a seguir para estudiar la superfluidez en materiales fermiónicos 2D.

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