{"id":304506,"date":"2021-08-19T09:59:35","date_gmt":"2021-08-19T07:59:35","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=304506"},"modified":"2021-08-19T09:59:35","modified_gmt":"2021-08-19T07:59:35","slug":"innsbrucker-erweitern-die-forschung-zu-suprasolidem-quantengas-auf-zweite-dimension","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/innsbrucker-erweitern-die-forschung-zu-suprasolidem-quantengas-auf-zweite-dimension\/","title":{"rendered":"Innsbrucker erweitern die Forschung zu suprasolidem Quantengas auf zweite Dimension"},"content":{"rendered":"\n

Aus dem Alltag sind uns drei Aggregatzust\u00e4nde bekannt: fest, fl\u00fcssig und gasf\u00f6rmig. In der Quantenphysik gibt es allerdings Substanzen, die zugleich fest und fl\u00fcssig sind. Forscher sprechen von suprasolid<\/em> oder Suprafestk\u00f6rpern<\/em>. Deren Existenz wurde bereits in den 1950er Jahren vorhergesagt. Aber erst 2020 gelang es Wissenschaftern aus Italien, Deutschland und Innsbruck unabh\u00e4ngig voneinander, diese auch nachzuweisen – in ultrakaltem Quantengas. <\/p>\n\n\n\n

Ultrakaltes Quantengas<\/h3>\n\n\n\n

Die Innsbrucker Forschungsgruppe wurde von Francesca Ferlaino<\/a> geleitet, die am Institut f\u00fcr Experimentalphysik<\/a><\/em> der Universit\u00e4t Innsbruck <\/em>und dem Institut f\u00fcr Quantenoptik und Quanteninformation<\/em> der \u00d6sterreichischen Akademie der Wissenschaften<\/em><\/a> <\/em>in Innsbruck forscht. Ihr Team konnte einen Kristall und eine suprafluide Fl\u00fcssigkeit gleichzeitig formen – eine Fl\u00fcssigkeit, die widerstandsfrei flie\u00dfen kann. Der Versuch basierte auf magnetischen Atomen und ultrakalten Quantengasen, dem sogenannten Bose Einstein-Kondensat<\/em>. Dieses wird bis knapp \u00fcber dem absoluten Nullpunkt (minus 273 Grad Celsius) abk\u00fchlt.<\/p>\n\n\n\n

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Polarit\u00e4t magnetischer Atome<\/h3>\n\n\n\n

Im ultrakalten Quantengas organisieren sich die Atome durch ihre magnetische Wechselwirkung zu Tr\u00f6pfchen und ordnen sich in einem regelm\u00e4\u00dfigen Muster an. Dazu Matthew Norcia<\/a> aus dem Team von Francesca Ferlaino: \u201eNormalerweise w\u00fcrde man denken, dass jedes Atom in einem bestimmten Tr\u00f6pfchen zu finden ist, ohne M\u00f6glichkeit den Ort zu tauschen. Im suprasoliden Zustand ist jedoch jedes Teilchen \u00fcber alle Tr\u00f6pfchen hinweg delokalisiert, es existiert also gleichzeitig in jedem Tr\u00f6pfchen.\u201c Diese bizarre Formation erm\u00f6glicht den Effekt der Suprafluidit\u00e4t. Das ist das reibungsfreie Str\u00f6men trotz der Existenz einer r\u00e4umlichen Ordnung.<\/p>\n\n\n\n

Erstmals Wirbelbildung nachgewiesen<\/h3>\n\n\n\n

Bisher wurden suprasolide Zust\u00e4nde in Quantengasen immer nur als Aneinanderreihung von Tr\u00f6pfchen beobachtet, waren also eindimensional. Dem Team um Ferlaino gelang es nun, dieses Ph\u00e4nomen auf zwei Dimensionen zu erweitern \u2013 es entstanden Systeme mit zwei oder mehr Reihen von Tr\u00f6pfchen. Das erweitert auch die Forschungsperspektiven entscheidend. So kann man zum Beispiel in einem zweidimensionalen suprasoliden System untersuchen, wie sich in der \u00d6ffnung zwischen mehreren beieinanderliegenden Tr\u00f6pfchen Wirbel bilden. Diese in der Theorie beschriebenen Wirbel wurden bisher noch nicht nachgewiesen, stellen aber eine wichtige Folge von Suprafluidit\u00e4t dar\u201c, erkl\u00e4rt Ferlaino.<\/p>\n\n\n\n

Originalpublikation:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Two-dimensional supersolidity in a dipolar quantum gas. Matthew A. Norcia, Claudia Politi, Lauritz Klaus, Elena Poli, Maximilian Sohmen, Manfred J. Mark, Russell Bisset, Luis Santos, and Francesca Ferlaino. Nature 2021 doi: 10.1038\/s41586-021-03725-7 [https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-021-03725-7<\/a>, arXiv: 2102.05555<\/a>]<\/p>\n\n\n\n

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