Ett team av forskare som arbetar vid Institut für Laserphysik, Universitetet i Hamburg, har hittat bevis på överfluiditet i en extremt kall 2D-gas av fermioner. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver sitt arbete med en 2D Fermi-gas och vad de lärde sig av den.

En av de stora utmaningarna som återstår inom fysiken är att förstå de faktorer som spelar in med supraledare som arbetar vid höga temperaturer. Ett tillvägagångssätt för att uppnå det målet innebär att studera överflöde i material. Superfluider är material som kan flöda utan viskositet - men endast vid hastigheter lägre än deras kritiska hastighet. I denna nya ansträngning, forskarna tittade på möjligheten av en 2D Fermi-gas som en supervätska. Tidigare forskning har visat att 3D Fermi-gaser kan uppvisa superfluid-egenskaper, och teori har föreslagit att 2D Fermi-gaser kan, likaså - men tills nu, det hade aldrig visats.

Experimentet och demonstrationen av teamet i Tyskland började med att forskarna isolerade cirka 6, 000 litium-6 joner skapar en Fermi-gas. De använde sedan optisk och magnetisk utrustning för att kyla ner gasen till nära absolut noll - detta höll jonerna på plats. Forskarna skapade sedan en "låda" för atomerna genom att hänga upp dem i ett gitter skapat med två blå lasrar. Detta gjorde det möjligt att begränsa atomerna till en 2D-konfiguration. Forskarna tvingade sedan gasen genom gallret med hjälp av dubbla röda laserstrålar med hjälp av ett interferensmönster. Genom att ändra frekvensen på lasrarna kunde forskarna variera hastigheten med vilken gasen fördes genom gallret.

Forskarna testade sedan gasen i gallret för att se om den rörde sig utan viskositet och i så fall, i vilka hastigheter. Testning gjordes genom att kontrollera temperaturen i gittret när gasen rörde sig - i frånvaro av viskositet, ingen värme genereras. Deras experiment visade att gasen var en supervätska och att den övergick till en vanlig gas vid 35 nK - vilket de noterar, stämmer överens med det som hade teoretiserats. De föreslår att deras arbete har skapat en väg framåt för att studera superfluiditet i 2D-fermioniska material.

© 2021 Science X Network