Fragmentos Quânticos Ultracold quebram Simetria Atemporal
As simetrias na evolução dinâmica presentes nos numerosos fenómenos do mundo natural ajudam os cientistas a compreender melhor o mecanismo interno de um sistema. No entanto, na física quântica, essas simetrias nem sempre são alcançadas. Em experimentos de laboratório com átomos de lítio ultracold, cientistas do Center for Quantum Dynamics no Heidelberg College provaram o desvio teoricamente estimado da simetria clássica pela primeira vez. As suas descobertas foram publicadas na revista Scientific Research.
“No universo da física clássica, a energia de um gás ideal aumenta proporcionalmente com a pressão aplicada. Isso acontece diretamente devido à simetria da escala, e a mesma conexão é verdadeira em todos os sistemas invariantes de escala. No entanto, no mundo da mecânica quântica, as interações entre as partículas quânticas podem ser tão poderosas que essa simetria de escala clássica não se aplica mais”, explica o professor associado Dr. Tilman Enss do Instituto de Física Teórica. O seu grupo de estudo de pesquisa se uniu à equipe do professor Dr. Selim Jochim no Instituto de Física.
Os cientistas estudaram o comportamento de um gás ultracold, superfluido de átomos de lítio nos seus experimentos. Quando o gás é empurrado do seu estado de equilíbrio, ele começa a se expandir e se contrair em um movimento de “respiração” repetidamente. Diferente das partículas clássicas, essas partículas quânticas podem se unir em pares e, portanto, o superfluido se torna mais rígido quanto mais ele é comprimido.
O grupo liderado pelos autores principais Dr. Puneet Murthy e Dr. Nicolo Defenu, colegas do Prof. Jochim e do Dr. Enss, observou esta discrepância da simetria de escala clássica e, assim, verificou diretamente a natureza quântica deste sistema. Os pesquisadores relatam que este efeito fornece uma compreensão muito melhor do comportamento de sistemas com propriedades comparáveis, como grafeno ou supercondutores, que não têm resistência elétrica quando são resfriados abaixo de um determinado nível de temperatura.
Publicado originalmente em Scitechdaily.com . Leia o artigo original.
Referência: Puneet A. Murthy et al, Quantum scale anomaly and espacial coerence in a 2D Fermi superfluid, Science (2019). DOI: 10.1126 / science.aau4402
