Un team di ricercatori che lavorano presso l'Institut für Laserphysik, Università di Amburgo, ha trovato prove di superfluidità in un gas 2D di fermioni estremamente freddo. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il loro lavoro con un gas di Fermi 2D e cosa hanno imparato da esso.

Una delle grandi sfide che rimangono in fisica è capire i fattori in gioco con i superconduttori che operano ad alte temperature. Un approccio per raggiungere questo obiettivo prevede lo studio della superfluidità nei materiali. I superfluidi sono materiali che possono fluire senza viscosità, sebbene solo a velocità inferiori alla loro velocità critica. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno esaminato la possibilità di un gas di Fermi 2D come superfluido. Ricerche precedenti hanno dimostrato che i gas di Fermi 3D possono presentare caratteristiche di superfluido, e la teoria ha suggerito che i gas di Fermi 2D potrebbero, anche, ma fino ad ora, non era mai stato dimostrato.

L'esperimento e la dimostrazione da parte del team in Germania sono iniziati con i ricercatori che hanno isolato circa 6, 000 ioni di litio-6 che creano un gas di Fermi. Hanno quindi utilizzato apparecchiature ottiche e magnetiche per raffreddare il gas fino quasi allo zero assoluto, questo ha tenuto saldamente gli ioni al loro posto. I ricercatori hanno quindi creato una "scatola" per gli atomi sospendendoli in un reticolo creato utilizzando due laser blu. Ciò ha permesso di confinare gli atomi in una configurazione 2D. I ricercatori hanno quindi forzato il gas attraverso il reticolo utilizzando due raggi laser rossi utilizzando uno schema di interferenza. La modifica della frequenza dei laser ha permesso ai ricercatori di variare la velocità con cui il gas è stato spostato attraverso il reticolo.

I ricercatori hanno quindi testato il gas nel reticolo per vedere se si muoveva senza viscosità e, in tal caso, a che velocità. Il test è stato eseguito controllando la temperatura nel reticolo mentre il gas si muoveva, in assenza di viscosità, non viene generato calore. I loro esperimenti hanno mostrato che il gas è un superfluido e che è passato in fase a un gas normale a 35 nK, che notano, concorda con quanto teorizzato. Suggeriscono che il loro lavoro abbia creato un percorso in avanti per lo studio della superfluidità nei materiali fermionici 2D.

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