Simulazioni quantistiche con interazioni a lungo range




Osservazione sperimentale del supersolido dipolare. In ogni riga in figura si osserva l’evoluzione per tempi successivi (da sinistra a destra) della tipica distribuzione nello spazio degli impulsi del campione atomico, per tre differenti regimi: BEC (riga





In un supersolido (zona bianca) la frequenza corrispondente al modo assiale di “breathing” della BEC (zona blu) si biforca: la frequenza più alta è associabile alla periodicità del reticolo che si sta formando mentre la frequenza più bassa è associata al



Descrizione

Nei nostri esperimenti usiamo un gas quantistico degenere di atomi di disprosio, prodotto con tecniche di raffreddamento laser ed evaporative, per studiare le transizioni di fase quantistiche che portano verso stati esotici della materia e permettono di condurre simulazioni quantistiche. Le proprietà peculiari degli atomi di disprosio (Dy), con le loro forti interazioni a lunga portata dovute al loro momento di dipolo magnetico straordinariamente grande, ci hanno portato ad identificare lo stato cosiddetto “supersolido” della materia, la cui esistenza era stata predetta teoricamente 60 anni fa e lungamente cercata sperimentalmente. In questo stato coesistono una modulazione periodica della densità, tipica dei solidi, e una coerenza di fase, tipica dei superfluidi (Fig. 1). Gli studi effettuati finora sulla risposta del supersolido a eccitazioni collettive e a rotazioni hanno confermato la sua doppia natura superfluida e solida (Fig. 2). Ora vogliamo iniziare a studiare i supersolidi bidimensionali, dove le particolari proprietà rotazionali sono ancora più evidenti, e vogliamo produrre dimeri di disprosio in un reticolo ottico, dove l’aumentata interazione fra le molecole permetterà la realizzazione di simulazioni quantistiche.


Per approfondire

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Staff INO

Antolini Nicolò
Biagioni Giulio
Fioretti Andrea
Gabbanini Carlo
Modugno Giovanni
Tanzi Luca

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