Οι φυσικοί παρακολουθούν τον τρόπο με τον οποίο οι συνεχείς αλλαγές στη διάσταση επηρεάζουν τις συλλογικές ιδιότητες ενός υπερφυσικού

Οι φυσικοί παρακολούθησαν με επιτυχία τον τρόπο με τον οποίο οι συλλογικές ιδιότητες μιας αλλαγής υπερφυσίδας, καθώς η διαστασιολόγησή της μεταβάλλεται συνεχώς. Αυτή η πρωτοποριακή έρευνα, που αναφέρεται στο περιοδικό Nature, προσφέρει νέες γνώσεις για την κβαντική συμπεριφορά της ύλης και έχει υπόσχεση για την ανάπτυξη κβαντικών τεχνολογιών επόμενης γενιάς.

Ένα superfluid είναι μια μοναδική κατάσταση ύλης που παρουσιάζει αξιοσημείωτες ιδιότητες, όπως η ροή χωρίς τριβή και η ικανότητα μεταφοράς θερμότητας και ηλεκτρικών ρευμάτων χωρίς καμία αντίσταση. Αυτές οι ιδιότητες προκύπτουν από το γεγονός ότι τα υπερφυσικά δεν διαθέτουν ιξώδες και διαθέτουν τάξη μεγάλης εμβέλειας, πράγμα που σημαίνει ότι τα άτομα τους συσχετίζονται σε μεγάλο βαθμό σε μεγάλες αποστάσεις.

Σε αυτή τη μελέτη, η ομάδα των φυσικών επικεντρώθηκε σε ένα είδος υπερφυσικού γνωστού ως συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC), το οποίο σχηματίζεται όταν ένα αέριο εξαιρετικά κρύου ατόμων ψύχεται κάτω από μια κρίσιμη θερμοκρασία. Οι ερευνητές περιόρισαν το BEC σε μια περιοχή σε σχήμα πούρου και χρησιμοποίησαν ένα συνδυασμό μαγνητικών πεδίων και δοκών λέιζερ για να αλλάξουν συνεχώς τη διάσταση του συστήματος.

Μειώνοντας σταδιακά τη διάσταση του BEC από τρεις διαστάσεις σε δύο διαστάσεις και στη συνέχεια σε μία διάσταση, οι φυσικοί παρακολούθησαν μια σειρά δραματικών αλλαγών στις συλλογικές του ιδιότητες. Σε τρεις διαστάσεις, το BEC παρουσίασε μια συμβατική συμπεριφορά υπερφυσών, που χαρακτηρίζεται από σειρά και συνοχή μεγάλης εμβέλειας. Ωστόσο, καθώς μειώθηκε η διαστάσεις, το υπερφυσικό υποβλήθηκε σε μια σειρά μεταβάσεων φάσης, με αποτέλεσμα το σχηματισμό διαφορετικών τύπων διατεταγμένων καταστάσεων.

Σε δύο διαστάσεις, το BEC σχημάτισε μια οιονεί διαταγμένη κατάσταση, όπου οι συσχετισμοί μεταξύ των ατόμων εξακολουθούσαν να είναι σημαντικές, αλλά δεν επεκτάθηκαν πλέον σε άπειρες αποστάσεις. Η περαιτέρω μείωση της διαστάσεων σε μία διάσταση οδήγησε σε μια πλήρη διάσπαση της συμπεριφοράς των υπερφυσικών, καθώς τα άτομα εντοπίστηκαν και έχασαν τη συνοχή τους σε μεγάλη εμβέλεια.

Αυτή η πρωτοποριακή μελέτη παρέχει μια ολοκληρωμένη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι συλλογικές ιδιότητες ενός υπερφυσικού εξελίσσεται καθώς η διαστασιολόγησή της τροποποιείται συνεχώς. Τα αποτελέσματα όχι μόνο εμβαθύνουν τη θεμελιώδη κατανόηση της κβαντικής ύλης, αλλά και ανοίγουν το δρόμο για την υλοποίηση νέων κβαντικών καταστάσεων και συσκευών. Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις στην επεξεργασία των κβαντικών πληροφοριών, στις μετρήσεις ακριβείας και στην ανάπτυξη μελλοντικών κβαντικών τεχνολογιών.