Forscher um Francesca Ferlaino an der Universität Innsbruck und an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften haben in dipolaren Quantengasen aus Erbium- und Dysprosiumatomen suprasolide Zustände beobachtet. Im Dysprosiumgas ist dieser exotische Materiezustand außerordentlich langlebig, was die Tür für eingehendere Untersuchungen weit aufstößt.

Suprasolidität ist ein paradoxer Zustand, in dem die Materie sowohl supraflüssige als auch kristalline Eigenschaften besitzt. Die Teilchen sind wie in einem Kristall regelmäßig angeordnet, bewegen sich aber gleichzeitig ohne Reibung wie in einer Supraflüssigkeit.

Vor 50 Jahren vorhergesagt, wurde bisher versucht, diesen ungewöhnlichen Materiezustand mit seinen widersprüchlichen Eigenschaften in supraflüssigem Helium nachzuweisen. Nach jahrzehntelanger theoretischer und experimenteller Forschung fehlt jedoch noch ein eindeutiger Nachweis von Suprasolidität in diesem System.

Zwei Forschungsgruppen unter der Leitung von Francesca Ferlaino am Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck und am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften haben nun Merkmale dieses exotischen Zustands in ultrakalten Quantengasen beobachtet.

Dies bietet spannende Perspektiven für neue Experimente und Theorien, da der suprasolide Zustand in diesem Kontext von dissipativer Dynamik oder Anregungen nur wenig beeinflusst wird und damit der Weg für die Erforschung seines Anregungsspektrums und seines supraflüssigen Verhaltens geebnet ist.

 

Originalpublikation: Long-lived and transient supersolid behaviors in dipolar quantum gases. L. Chomaz, D. Petter, P. Ilzhöfer, G. Natale, A. Trautmann, C. Politi, G. Durastante, R. M. W. van Bijnen, A. Patscheider, M. Sohmen, M. J. Mark, and F. Ferlaino. Phys. Rev. X 9, 021012  DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.021012

 

 

(Quelle/Sender: Univ. Innsbruck)