Investigadores de la Universidad de Innsbruck, Austria, crearon y observaron grupos ligados llamados cadenas de Bethe en un gas atómico ultrafrío, anunció la institución el 14 de septiembre. El trabajo ofrece una vía controlada para estudiar el comportamiento colectivo de las partículas cuánticas, con indicios de grupos de más de seis átomos.
El equipo de Hanns-Christoph Nägerl colaboró con teóricos de Ámsterdam y Múnich. Su artículo revisado por pares apareció en Nature Communications el 29 de agosto; el anuncio universitario de hoy explica el experimento. Hans Bethe predijo estos estados en 1931. Ya se habían observado cadenas pequeñas en imanes cuánticos y cúbits superconductores.
Según la universidad, el experimento enfrió átomos de cesio hasta unas milmillonésimas de grado sobre el cero absoluto y los repartió entre miles de tubos estrechos. Así limitó su movimiento esencialmente a una dirección. Al cambiar las interacciones de repulsivas a atractivas, se produjo una mezcla de grupos ligados de distintos tamaños.
Para identificar las cadenas, el equipo comparó dos expansiones. Dentro de los tubos, los grupos chocaban sin desintegrarse. Liberar el gas en tres dimensiones rompía los estados ligados y aceleraba la expansión, lo que permitió estudiar su energía de enlace. Los átomos sin ligar dieron prácticamente la misma energía en ambas mediciones.
El artículo aporta más indicios en la distribución de los momentos atómicos y en el contacto de Tan, una medida vinculada a las correlaciones entre partículas. Los resultados concuerdan cuantitativamente con la hidrodinámica generalizada, un marco teórico para estos sistemas. El avance abarca mezclas con muchas cadenas, incluidas grandes, y amplía las observaciones previas de cadenas pequeñas individuales.
La universidad señala que el gas permite controlar con precisión la geometría, la densidad y las interacciones para investigar cómo se forman y chocan estos objetos colectivos. Los autores ven oportunidades para explorar la coherencia cuántica, la dinámica no lineal y la termalización, el proceso por el que un sistema de partículas que interactúan se acerca al equilibrio térmico.
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