Un superfluido es un estado único de la materia que exhibe propiedades notables, como un flujo sin fricción y la capacidad de transportar calor y corrientes eléctricas sin ninguna resistencia. Estas propiedades surgen del hecho de que los superfluidos carecen de viscosidad y poseen un orden de largo alcance, lo que significa que sus átomos están altamente correlacionados en grandes distancias.
En este estudio, el equipo de físicos se centró en un tipo de superfluido conocido como condensado de Bose-Einstein (BEC), que se forma cuando un gas de átomos extremadamente fríos se enfría por debajo de una temperatura crítica. Los investigadores limitaron el BEC a una región con forma de cigarro y utilizaron una combinación de campos magnéticos y rayos láser para cambiar continuamente la dimensionalidad del sistema.
Al reducir gradualmente la dimensionalidad del BEC de tres dimensiones a dos dimensiones y luego a una dimensión, los físicos observaron una serie de cambios dramáticos en sus propiedades colectivas. En tres dimensiones, el BEC exhibió un comportamiento superfluido convencional, caracterizado por orden y coherencia de largo alcance. Sin embargo, a medida que se redujo la dimensionalidad, el superfluido experimentó una serie de transiciones de fase, lo que resultó en la formación de diferentes tipos de estados ordenados.
En dos dimensiones, el BEC formaba un estado ordenado de casi largo alcance, donde las correlaciones entre átomos seguían siendo significativas pero ya no se extendían a distancias infinitas. Reducir aún más la dimensionalidad a una dimensión condujo a una ruptura completa del comportamiento superfluido, ya que los átomos se localizaron y perdieron su coherencia a largo plazo.
Este estudio innovador proporciona una comprensión integral de cómo evolucionan las propiedades colectivas de un superfluido a medida que su dimensionalidad se modifica continuamente. Los resultados no sólo profundizan nuestra comprensión fundamental de la materia cuántica, sino que también allanan el camino para la realización de nuevos estados y dispositivos cuánticos. Estos hallazgos podrían tener implicaciones de gran alcance para el procesamiento de información cuántica, las mediciones de precisión y el desarrollo de futuras tecnologías cuánticas.
