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Nuova luce nel mondo quantistico degli atomi ultrafreddi

A temperature prossime allo zero Kelvin assoluto, la materia comincia a mostrare proprietà quantistiche uniche, utilizzabili in applicazioni che vanno da orologi e sensori atomici all’elaborazione dell’informazione quantistica. I ricercatori finanziati dall’UE hanno fornito un’importante visione circa le interazioni di gas ultrafreddi atomici o molecolari per un importante contributo nel settore.
Nuova luce nel mondo quantistico degli atomi ultrafreddi
Quando atomi o molecole vengono mantenuti a temperature prossime allo zero Kelvin, il movimento è quasi nullo ed emergono strani fenomeni; le proprietà degli atomi rimangono sconosciute o dipendono fortemente da quelle di altri atomi distanti.

Il progetto MASCARA (Quantum dynamics of strongly correlated systems and ultra-cold atomic gases), finanziato dall’UE, ha studiato le questioni fondamentali circa le dinamiche inerenti a bosoni in reticolo e gas quantistici all’intero di uno spazio continuo. Gli scienziati hanno usato un metodo di calcolo per i sistemi quantistici detto Monte Carlo variazionale dipendente dal tempo (t-VMC), al fine di studiare la correlazione negli atomi ultrafreddi.

Nel loro tentativo di studiare la velocità con cui le correlazioni possano diffondersi nei bosoni in reticolo, seguendo un flusso quantistico, gli scienziati hanno fornito risposte a due questioni fondamentali. Attraverso un ulteriore studio del ruolo relativo alla dimensionalità del sistema nella diffusione delle informazioni quantistiche, il team ha migliorato la comprensione del modo in cui la geometria può cambiare la velocità delle informazioni quantistiche, in un sistema quantistico correlato.

Un’altra parte dello studio era rivolta a una migliore analisi del trasporto e movimento collettivo nei gas quantistici interagenti. Questo obiettivo è stato raggiunto mediante l’estensione del metodo t-VMC per sistemi in spazio continuo.

I risultati del progetto contribuiscono a una migliore comprensione quantistica della materia e sono stati pubblicati su numerosi articoli.

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Keywords

Atomi ultrafreddi, gas molecolare, gas atomici, bosoni di reticolo, gas quantistici