Un team di ricercatori dell'Istituto per l'ottica quantistica e l'informazione quantistica e l'Università di Innsbruck, ha sviluppato una tecnica per caratterizzare le fasi che un superfluido subisce quando si trasforma in supersolido e poi di nuovo. Il gruppo ha scritto un documento che descrive la propria tecnica e lo ha caricato sul server di prestampa arXiv.

I supersolidi sono materiali con caratteristiche sia di solidi che di liquidi:hanno un ordinamento spaziale, ma anche fluiscono. Sono stati teorizzati per la prima volta nel 1957, e in tempi più recenti, sono stati dimostrati con esperimenti che coinvolgono la conversione di superfluidi in supersolidi tramite condensati di Bose-Einstein. E mentre tali esperimenti si sono dimostrati utili, non hanno permesso ai ricercatori di caratterizzare le fasi che attraversa un superfluido mentre si trasforma in un supersolido. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno adottato un altro approccio.

I ricercatori hanno utilizzato il raffreddamento evaporativo. Ciò ha comportato l'intrappolamento di atomi di disprosio in una nuvola utilizzando laser, che formava anche una barriera ottica. È importante sottolineare che gli atomi nella nuvola potrebbero fuggire se avessero un'energia sufficientemente alta. Mentre lo facevano, la temperatura della nuvola è diminuita, alla fine raggiungendo diverse centinaia di gradi Kelvin. I ricercatori hanno quindi abbassato l'altezza della barriera, che abbassò ancora di più la temperatura nella nuvola fino a quando gli atomi rimasti nella nuvola formarono un supersolido.

Per caratterizzare i cambiamenti di fase, i ricercatori hanno utilizzato sia l'imaging a contrasto di fase di Faraday che l'imaging a tempo di volo. Per avere una prospettiva chiara su ciò che stava accadendo, i ricercatori hanno dovuto eseguire ripetutamente il loro esperimento variando la velocità con cui la barriera veniva abbassata. Utilizzando le due tecniche, i ricercatori sono stati in grado di misurare la modulazione del cambiamento di fase su una scala temporale di 150 ms. E così facendo, sono stati anche in grado di vedere che le modulazioni di densità associate a una fase solida sono venute per prime nel processo. Quindi, 40 ms dopo, le caratteristiche di un superfluido divennero evidenti appena prima che la nube formasse un supersolido.

La tecnica ha anche permesso ai ricercatori di caratterizzare le fasi coinvolte quando il superfluido è tornato a essere un superfluido. Hanno scoperto che è iniziato con il ripristino della simmetria traslazionale continua, che ha riportato il sistema a un superfluido e poi a un semplice cloud. Hanno notato che la fase superfluida è durata più a lungo della prima fase, mostrando che i processi non stavano accadendo allo stesso tempo.

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