L'indagine sperimentale sulla materia quantistica ultrafredda consente di studiare fenomeni di meccanica quantistica altrimenti inaccessibili. Un team guidato dalla fisica di Innsbruck Francesca Ferlaino ha ora miscelato gas quantistici di due elementi fortemente magnetici, erbio e disprosio, e ha creato una miscela quantistica dipolare.

Alcuni anni fa, sembrava irrealizzabile estendere le tecniche di manipolazione dell'atomo e raffreddamento profondo nel regime ultrafreddo a specie atomiche a molti elettroni. Il motivo è la crescente complessità dello spettro atomico e le proprietà di diffusione sconosciute. Però, un team di ricercatori, guidato da Ben Lev dell'Università di Stanford e un team austriaco diretto da Francesca Ferlaino dell'Università di Innsbruck hanno dimostrato la degenerazione quantistica delle specie di terre rare. Il gruppo di Ferlaino ha concentrato la ricerca sull'erbio e ha sviluppato un potente, tuttavia un approccio sorprendentemente semplice per produrre un condensato di Bose-Einstein.

"Abbiamo mostrato come la complessità della fisica atomica possa aprire nuove possibilità, " dice Ferlaino. Le specie magnetiche sono una piattaforma ideale per creare materia quantistica dipolare, in cui le particelle interagiscono tra loro tramite un'interazione a lungo raggio e dipendente dall'orientamento come piccoli magneti quantistici.

In un nuovo articolo ora pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo di ricerca austriaco fa un nuovo salto nel campo della materia dipolare. Hanno mescolato erbio e disprosio, e per la prima volta, ha prodotto una miscela quantistica dipolare. "Abbiamo studiato molto attentamente gli spettri atomici di queste due specie e abbiamo pianificato come combinarli e raggiungere la degenerazione quantistica simultanea, "dice Philipp Ilzhöfer, uno dei due principali autori dell'articolo.

"E il nostro schema ha funzionato anche meglio del previsto, permettendoci di creare un sistema in cui i condensati di Bose-Einstein di erbio e disprosio coesistono e interagiscono tra loro, " aggiunge Arno Trautmann, l'altro autore principale. Questo progresso promette di aprire nuove frontiere di ricerca nel campo della materia quantistica dipolare a causa dell'interazione a lungo raggio tra le due specie.