Ultrahideg atomokból hoztak létre frakcionált Fermi-tengert
A fizikusok egy olyan, eddig nem ismert kvantumállapotot írtak le, amelyben az atomok rendkívül nagy energiájú helyzetben is megőrzik rejtett szervezettségüket. A Physical Review Letters folyóiratban közölt tanulmányt a Hanns-Christoph Nägerl vezette kutatócsoport és Alvise Bastianello, a CNRS, valamint a Paris-Dauphine Egyetem elméleti fizikusa készítette. Munkájuk az ultrahideg céziumatomok viselkedését vizsgálta egy egydimenziós rendszerben, ahol az atomok csak egyetlen irányban mozoghatnak.
A kutatók ismételten és szabályozottan változtatták, hogy az atomok mennyire erősen taszítják vagy vonzzák egymást. A kiinduló állapot a rendszer legalacsonyabb energiájú, úgynevezett alapállapota volt, amelyből az atomokat egy erősen gerjesztett állapotba vezették. Ahelyett azonban, hogy a rendszer rendezetlenné vált volna, az atomok egy különleges konfigurációba rendeződtek. Ezt a kutatók „frakcionált Fermi-tengernek” nevezték el, mivel a részecskék a megszokottól eltérő szabály szerint foglalják el a kvantumállapotokat.
Az új állapot nem egyszerű felmelegedés eredménye, hanem a kölcsönhatások ciklikus változtatásával létrehozott, egyensúlytól távoli sokrészecskés rendszer. A kutatók jellegzetes Friedel-oszcillációkat, vagyis hullámszerű mintázatokat is megfigyeltek, továbbá a részecskék közötti korrelációk szokatlan távolságfüggését. Ezek az eltérések nem illeszkednek teljesen az egydimenziós rendszerek leírására régóta használt Tomonaga–Luttinger-folyadék elméletéhez, ezért a felfedezés új kvantumjelenségek és akár egzotikus, „szuper-Fermionoknak” nevezett kvázirészecskék kutatásához is alapot adhat.
Folytasd az appban — szavazz és szólj hozzá ➔