ボース・アインシュタイン凝縮は、多体極限で出現する動的現象を探索するための理想的なプラットフォームです。この状態の個々の原子の雲は集合的に単一の流体として動作します。この量子流体は抵抗なく流れることができ、超流動です。
超低温の原子雲には 2 つの超流体が同時に存在できます。これまで、それらの共存は実験的に観察できませんでした。しかし今では、世界の物理学者たちが、 ハイデルベルク大学 彼らは、このような磁性量子流体、つまり 2 つの点で流体であることを実証しました。 原子ガス.
キルヒホッフ物理学研究所の研究者マルクス・オーバーターラー氏は次のように説明しています。 「ここ数十年間、ボース・アインシュタイン原子凝縮体はナトリウムやルビジウムなどの非常に異なる種類の原子から生成されましたが、最近ではエルビウムやジスプロシウムのようなより「エキゾチックな」原子からも生成されました。」
「これらの原子のほとんどは内部自由度も示し、スピンを持ち、小さな磁石のように動作します。これは原理的には、次のような現象も引き起こす可能性があります。 ボース・アインシュタイン凝縮, しかし、これはまだ実験的に観察されていません。この実証は、ルビジウム原子の超低温雲によって可能になりました。」
ボース・アインシュタイン凝縮体の調製には、通常、蒸発冷却と呼ばれる方法が使用されます。この作業はカップに入ったコーヒーに息を吹きかけて冷やすのと似ています。
コーヒーの表面にある最も速い原子は吹き飛ばされ、残りの原子がより低い温度で静止するまで待ちます。これはスピンにとって非常に難しいため、ハイデルベルクの物理学者は別の方法を選択しました。
マクシミリアン・プリューファー博士はこう言いました。 「私たちは平衡から遠く離れたところで系を初期化し、ルビジウム原子が新たな平衡状態に達するまで待ちました。最初は直感的ではないと思われたものが、非常に効率的であることが判明しました。」
科学者たちは、この状態の作成と追跡のためだけに作成された特定の検出および摂動技術を使用しました。彼らは、運動の自由度とともにスピンも超流体になることに気づきました。したがって、磁性量子流体が非常に流動的になる方法は 2 つあります。
ハイデルベルク大学のSTRUCTURES Cluster of Excellenceの一部でもある「合成量子システム」研究グループの責任者であるMarkus Oberthaler氏は、次のように述べています。 と, 「私たちの新しい研究方法により、凝縮物の特徴を明らかにできるだけでなく、非平衡状態からその状態に至るまでの過程をより深く理解できるようになります。」
ジャーナルリファレンス：
- Prüfer, M.、Spitz, D.、Lannig, S. 他スピノルボースガス中でのイージープレーン強磁性体の凝縮と熱化。 Nat。 Phys。 （2022）。 DOI： 10.1038/s41567-022-01779-6
