Negli ultimi 20 anni molti fisici hanno studiato sistemi fermionici ultrafreddi contenuti in trappole magnetiche o ottiche. Quando un campo magnetico esterno viene applicato a un sistema fermionico a due specie, le particelle possono accoppiarsi per formare "molecole bosoniche" composite con uno spin intero.
Queste molecole subiscono la condensazione di Bose-Einstein quando vengono raffreddate, dove tutte le particelle si accumulano nello stato quantico a più bassa energia. La precisione di questi esperimenti è stata ora migliorata intrappolando le particelle all'interno di reticoli ottici:schemi periodici formati da raggi laser che si propagano in contropropagazione.
Attraverso una ricerca pubblicata su The European Physical Journal B , Avinaba Mukherjee e Raka Dasgupta dell'Università di Calcutta, in India, hanno teoricamente previsto una tendenza distintiva nelle oscillazioni dei condensati di Bose-Einstein formati da questi fermioni, che può essere regolata utilizzando un campo magnetico esterno.
Si sono occupati specificamente dei sistemi in cui le due specie hanno popolazioni disuguali (creando fermioni spaiati rimanenti), che portano a nuove fasi esotiche. Il loro risultato potrebbe aiutare i fisici a rilevare tali nuove fasi della materia in sistemi fermionici sbilanciati e potrebbe aprire nuove opportunità per le tecnologie quantistiche.
Nel loro lavoro, Mukherjee e Dasgupta hanno esplorato come si comporterebbe un sistema del genere quando applicassero una tecnica spesso utilizzata per manipolare e controllare i gas atomici ultrafreddi. Chiamata desintonizzazione di Feshbach, comporta la regolazione dell'energia richiesta per la formazione di molecole bosoniche, utilizzando un campo magnetico esterno.
I ricercatori hanno scoperto che quando la desintonizzazione di Feshbach è al di sopra di una certa soglia, la frazione di particelle condensate con Bose oscillerà periodicamente, ma al di sotto di questa soglia non c’è alcuna oscillazione. Nel complesso, ciò ha rivelato una relazione lineare tra la frequenza di oscillazione e la forza della desintonizzazione di Feshbach applicata.
Inoltre, i due hanno scoperto che la pendenza e la posizione di questa curva contenevano informazioni importanti su quale fase esotica della materia si potesse trovare nel sistema. Il loro risultato potrebbe eventualmente portare alla scoperta di nuove proprietà fisiche avanzate in questi sistemi, che potrebbero essere sfruttate in una vasta gamma di tecnologie quantistiche.