مخلوط چگالیده‌ای از دو گونه اتمی شدیداً مغناطیسی، پنجره تجربی جدیدی را به دنیای بس ذره ای گشوده‌ است.

در سال‌های اخیر، محققان قادر به آماده سازی چگالیده‌ای از اتم‌های فوق سرد با گشتاور مغناطیسی بزرگی شده‌اند. در این چگالیده‌ها، برهمکنش بین گشتاورهای مغناطیسی اتمی منجر به ظهور فازهای غیر بدیهی می‌شود، که برخی از آنها مشابه فازهای مشاهده شده در ابرسیالات یا کریستال‌های مایع هستند. چگالیده‌های مورد بررسی تا این زمان، شامل گونه‌هایی از تک اتم‌های مغناطیسی مانند دیسپروزیم (Dy) یا اربیوم (Er) می‌شوند ( 21 May 2012 را ببینید). در این مقاله، Francesca Ferlaino و همکارانش از موسسه کوانتوم اپتیک و اطلاعات کوانتومی واقع در اتریش، چگالیده‌هایی را آماده سازی کرده‌اند که شامل مخلوطی از این دو اتم است. توانایی برای کوپل کردن گشتاور دو قطبی دو گونه اتمی فرصتی را برای کاوش رفتارهای کوانتومی جدیدی از گازهای فوق سرد شده فراهم می‌سازد.

RARE Team/IQOQI

آنها از یک باریکه اتمی Dy و Er استفاده کردند و سپس ترکیبی از لیزرها و میدان‌های مغناطیسی را جهت به دام اندازی اتم‌ها و سرد سازی آنها از طریق تبخیر به کار بردند. در این حالت، به کمک یک رهیافت جدید، هر دو گونه اتمی در یک زمان چگالیده شدند.این محققان از تله هایی استفاده کردند که عمق و شکل آنها قابل تنظیم است به طوری که اتم‌های Er سریعتر از گونه دوم تبخیر می‌شد و به این ترتیب به عنوان عامل سرد کننده برای نوع دوم به حساب می‌آید.

با کار کردن با ایزوتوپ‌های مختلف Dy و Er، که بعضی فرمیونی و بعضی بوزونی هستند، این تیم قادر به تولید تنوعی از مخلوط های بوزون-بوزون و بوزون-فرمیون شدند. نویسندگان ردپایی از برهمکنش‌های قوی بین ذره‌ای را مشاهده کردند: برای برخی از ترکیبات ایزوتوپی، نیروی بین اتم‌های Er و Dy از نوع دافعه است، که بسته به نوع تله ای که استفاده می‌شود دو گونه‌ی چگالیده شده را بالا و پایین منحرف می‌کند. مخلوط مغناطیسی مسیر مطالعه فازهای کوانتومی‌، مانند ابرشاره فرمیونی با ویژگی‌های وابسته به جهت، که شناسایی و تشخیص آنها سخت است را برای محققان هموار می‌سازد.

منبع:: Making Mixtures of Magnetic Condensates