Un gruppo dell’Università di Innsbruck, in Austria, ha creato e osservato aggregati legati, detti stringhe di Bethe, in un gas atomico ultrafreddo, ha annunciato l’ateneo il 14 settembre. È un modo controllato per studiare il comportamento collettivo delle particelle quantistiche, con indizi di gruppi di più di sei atomi.
Il gruppo di Hanns-Christoph Nägerl ha collaborato con teorici di Amsterdam e Monaco. L’articolo, già valutato da esperti, è apparso su Nature Communications il 29 agosto; l’annuncio odierno dell’università illustra l’esperimento. Hans Bethe predisse questi stati nel 1931. Stringhe più piccole sono già state osservate in magneti quantistici e qubit superconduttori.
Secondo l’università, il gruppo ha raffreddato atomi di cesio a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto, distribuendoli in migliaia di tubi stretti. Così il movimento è rimasto essenzialmente limitato a una direzione. Il passaggio da interazioni repulsive ad attrattive ha prodotto una miscela di aggregati legati di dimensioni diverse.
Per identificare le stringhe, il gruppo ha confrontato due espansioni. Nei tubi gli aggregati si urtavano, però restavano intatti. Liberare il gas in tre dimensioni rompeva gli stati legati e rendeva più rapida l’espansione: così è stato possibile sondare l’energia di legame. Per gli atomi non legati, l’energia è risultata quasi identica nelle due misure.
L’articolo offre più indizi nella distribuzione degli impulsi atomici e nel contatto di Tan, una misura legata alle correlazioni fra particelle. C’è accordo quantitativo con l’idrodinamica generalizzata, quadro teorico per questi sistemi. La novità è la miscela di molte stringhe, anche più grandi, che amplia le osservazioni già compiute su piccole stringhe singole.
L’università sottolinea che è possibile controllare con precisione geometria, densità e interazioni: ciò può aiutare a studiare come questi oggetti collettivi si formano e si urtano. Per gli autori si aprono possibilità di esplorare coerenza quantistica, dinamica non lineare e termalizzazione, cioè il processo con cui un sistema interagente si avvicina all’equilibrio termico.
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