玻色-爱因斯坦凝聚态是探索多体极限中出现的动力学现象的理想平台。这种状态下的单个原子云集体表现为单一流体。这种量子流体可以毫无阻力地流动——它是超流体。
两种超流体可以同时存在于超冷原子云中。到目前为止，还无法通过实验观察到它们的共存。然而现在，物理学家们 海德堡大学 已经证明了这样一种磁性量子流体——它以两种方式成为流体—— 原子气体.
基尔霍夫物理研究所研究员马库斯·奥贝塔勒 (Markus Oberthaler) 解释说， “近几十年来，玻色-爱因斯坦凝聚态原子是由不同类型的原子（如钠和铷）产生的，但最近也由更“奇异”的原子（如铒和镝）产生。”
“大多数这些原子还表现出内部自由度——它们有自旋并且表现得像小磁铁。原则上，这也会引起以下现象： 玻色-爱因斯坦凝聚，但这尚未通过实验观察到。现在可以用超冷铷原子云来进行演示。”
通常使用称为蒸发冷却的方法来制备玻色-爱因斯坦凝聚体。这项工作类似于通过吹气来冷却杯子中的咖啡。
咖啡表面速度最快的原子被吹走，直到剩余的原子在较低的温度下静止下来。这对于旋转来说是极其困难的，因此海德堡物理学家选择了另一种方法。
马克西米利安·普吕弗博士说， “我们将系统初始化为远离平衡状态，并等到铷原子达到新的平衡状态。起初看起来不那么直观的方法后来证明非常有效。”
科学家们使用了专门为这种状态的创建和追踪而创建的特殊检测和扰动技术。他们注意到自旋也随着运动自由度变得超流体。因此，有两种方法可以使磁性量子流体变得极其流动。
Markus Oberthaler，“合成量子系统”研究小组的负责人，该研究小组也是海德堡大学 STRUCTURES 卓越集群的一部分， 说过, “我们的新研究方法不仅使我们能够表征凝析油，还使我们能够更好地理解从非平衡状态到该状态的路径。”
杂志参考：
- Prüfer, M.、Spitz, D.、Lannig, S. 等人。旋量玻色气体中易平面铁磁体的凝结和热化。 纳特物理. （2022 年）。 DOI： 10.1038/s41567-022-01779-6
