Ora è tecnicamente possibile mantenere gruppi di atomi a temperature che sono solo di pochi centesimi di grado sopra lo zero assoluto. Questo cosiddetto "gas ultrafreddo" caricato in un reticolo ottico è una piattaforma estremamente potente per studiare i fenomeni della meccanica quantistica comprese le transizioni di fase, grazie all'ottimo controllo dei parametri sperimentali, come potenziali profondità, forze di interazione interparticellare e parametri reticolari. Sk Noor Nabi della Zhejiang University di Hangzhou, Cina e colleghi dell'Indian Institute of Technology, Guwahati, India, hanno studiato la transizione di fase tra lo stato isolante di Mott (MI) e superfluido (SF) di un tale gas in un campo magnetico sintetico dipendente dal tempo. I loro risultati, pubblicato in EPJ SI , mostrano che lo spettro energetico del gas perde simmetria nel campo magnetico fluttuante. Questo si osserva nella scomparsa del sorprendente effetto "farfalla di Hofstadter" visto nello spettro energetico sotto un campo magnetico costante.

La fisica di un gas ultrafreddo, in altre parole, di interagire, bosoni neutri vicini allo zero assoluto, possono essere descritti matematicamente con il modello di Bose-Hubbard. Usando questa teoria, Nabi e i suoi collaboratori hanno modellato un gas ultrafreddo neutro in un campo magnetico sintetico con un flusso magnetico che variava nel tempo. Tracciare i diagrammi di fase in diversi punti temporali e per diversi valori di flusso magnetico ha mostrato alcuni cambiamenti piuttosto drammatici nella forma del confine tra gli stati MI (isolante) e SF (viscosità zero). Così, la stabilità della fase MI e quindi la posizione critica della transizione di fase dipende dalla particolare scelta del campo di gauge dipendente dal tempo. Hanno anche mostrato che la simmetria dello spettro energetico sotto un campo magnetico costante è stata persa una volta introdotta la dipendenza dal tempo, portando alla scomparsa del caratteristico motivo a farfalla di Hofstadter.

Il modello di Bose-Hubbard è importante per lo studio dell'entanglement quantistico, che ha molte applicazioni nella teoria dell'informazione quantistica. Perciò, studi come questo, che a prima vista possono sembrare piuttosto oscuri, potrebbero arrivare ad avere applicazioni del "mondo reale" quando i computer quantistici diventano praticabili.