Supersoliditet är ett unikt tillstånd av materia där ett material uppvisar både superflytande och fasta egenskaper samtidigt. I superfluid flyter atomer utan motstånd, medan de i ett fast ämne hålls i fasta positioner. Supersolider, å andra sidan, har egenskaper för båda faserna, vilket möjliggör fortplantning av ljudvågor och förekomsten av långväga ordning.
De tre teamen, ledda av forskare från University of Innsbruck, Rice University och Flatiron Institute, arbetade med dipolära kvantgaser, där partiklarna har ett elektriskt dipolmoment som inte är noll. Genom att noggrant kontrollera interaktionerna mellan dessa dipolära atomer och styrkan på magnetfältet kunde teamen skapa gynnsamma förhållanden för uppkomsten av supersoliditet.
Forskarna använde olika experimentella tekniker för att undersöka egenskaperna hos de dipolära kvantgaserna. Innsbruck-teamet använde Bragg-spektroskopi för att mäta ljudhastigheten och studera de kollektiva excitationerna i systemet. Rice University-forskare använde en kombination av Bragg-spektroskopi och densitetsmätningar för att karakterisera supersolid-tillståndet. Flatiron Institute-teamet använde en ny teknik som kallas spin-ekospektroskopi för att undersöka dynamiken hos den dipolära kvantgasen och bekräfta dess supersolid-beteende.
De oberoende observationerna av supersoliditet i dipolära kvantgaser ger starka bevis för existensen av detta exotiska tillstånd av materia. Dessa fynd har djupgående implikationer för vår förståelse av kvantfasövergångar och beteendet hos starkt korrelerade kvantsystem. De erbjuder också en lovande plattform för att utforska andra nya kvantfenomen och faser av materia.
Dipolära kvantgaser erbjuder unika möjligheter att studera supersoliditet på grund av den extra frihetsgraden som de elektriska dipolmomenten ger. Genom att manipulera dessa dipoler kan forskare ställa in interaktionerna mellan atomer och få tillgång till en mängd olika kvanttillstånd. Det framgångsrika förverkligandet av supersoliditet i dipolära kvantgaser banar väg för ytterligare undersökningar av de grundläggande egenskaperna hos detta spännande materiatillstånd.
Sammantaget representerar de oberoende demonstrationerna av supersoliditet i dipolära kvantgaser en viktig milstolpe inom området kvantmateriaforskning och öppnar upp spännande möjligheter för framtida utforskning och förståelse av kvantfenomen.
