Fizikçiler, ultracold atomları kullanarak yeni bir kuantum durumu olan kesirli Fermi denizi yaratmayı başardı. Bu keşif, kuantum simülasyonunun olanaklarını genişleten yeni bir madde fazına işaret ediyor.
Araştırmacılar, bir boyutlu ultracold sezyum atomlarını kullanarak, parçacıkların birbirleriyle nasıl etkileşimde bulunduğunu tekrar tekrar değiştirdiler. Sonuçta ortaya çıkan durum, iyi bilinen Tomonaga-Luttinger sıvısı teorisi tarafından öngörülen davranışın ötesine geçiyor.
Kesirli Fermi Denizi Yaratmak
Çok düşük sıcaklıkta, kuantum parçacıkları genellikle nasıl düzenleneceklerini belirleyen katı kurallara uyuyor. Alvise Bastianello'nun açıkladığı gibi:
"Fermionlar, Örneğin, mevcut enerji durumlarına düzgün bir şekilde sıralanıp 'Fermi denizi'ni oluşturur. Ancak, etkileşen atomları sürekli olarak aşırı koşulların döngüsüne sokarsanız, birbirlerini güçlü bir şekilde itmekten güçlü bir şekilde çekmeye kadar düzgün bir şekilde değiştirirseniz ne olur?"
Araştırmacılar, bu etkileşim döngüsünü tekrar tekrar uygulayarak atomları normal temel durumlarından çıkardıklarını ve onları yüksek bir şekilde heyecanlandırılmış ancak şaşırtıcı bir şekilde organize edilmiş bir konfigürasyona soktuklarını buldular. Bu durumu "kesirli" Fermi denizi olarak adlandırıyorlar çünkü parçacıklar azaltılmış bir işgal kuralına uyuyor gibi görünüyor.
"Sistemi sadece ısıtmak yerine, etkileşim döngüsü atomları yeni bir çok parçacıklı duruma yeniden organize ediyor" diyor, bu çalışmanın baş yazarı Yi Zeng. "Bu, bize kuantum maddenin olağan denge paradigmalarının ötesine geçerek keşfetmeyi kontrol edilmiş bir yol veriyor."
