Suprasolid in neue Dimension gehoben
Fest und flüssig zugleich: Eigenschaft erstmals entlang zweier Dimensionen im Labor erzeugt
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Zweidimensionales suprasolides Quantengas im Labor (Bild: IQOQI Innsbruck) |
Innsbruck (pte026/19.08.2021/13:56) Quantenmaterie kann gleichzeitig fest und flüssig, also suprasolid sein. Forscher um Francesca Ferlaino von der Universität Innsbruck http://uibk.ac.at haben diese Eigenschaft nun erstmals entlang zweier Dimensionen eines ultrakalten Quantengases erzeugt. Details zum aktuellen Forschungsprojekt sind in "Nature" nachzulesen.
Geheimnis der Tröpfchen
"Normalerweise würde man denken, dass jedes Atom in einem bestimmten Tröpfchen zu finden ist, ohne Möglichkeit den Ort zu tauschen", sagt Matthew Norcia aus dem Team von Ferlaino. "Im suprasoliden Zustand ist jedoch jedes Teilchen über alle Tröpfchen hinweg delokalisiert, existiert also gleichzeitig in jedem Tröpfchen. Im Grunde hat man also ein System mit einer Reihe von Regionen hoher Dichte (die Tröpfchen), die sich alle die gleichen delokalisierten Atome teilen."
Diese bizarre Formation ermöglicht Effekte wie das reibungsfreie Strömen trotz der Existenz einer räumlichen Ordnung (Suprafluidität). Bisher wurden suprasolide Zustände in Quantengasen immer nur als Aneinanderreihung von Tröpfchen (entlang einer Dimension) beobachtet. "Wir haben nun dieses Phänomen auf zwei Dimensionen erweitert, wodurch Systeme mit zwei oder mehr Reihen von Tröpfchen entstehen", so Norcia. Dies ist nicht nur ein quantitativer Unterschied, sondern erweitert auch die Forschungsperspektiven entscheidend. "In einem zweidimensionalen suprasoliden System kann man zum Beispiel untersuchen, wie sich in der Öffnung zwischen mehrerer beieinanderliegenden Tröpfchen Wirbel bilden."
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