Caracterización experimental de los fenómenos del gas de Bose
El descubrimiento y la explicación del efecto Hall cuántico fraccionario (EHCF), que describe el comportamiento de los gases electrónicos bajo ciertos campos magnéticos, fueron premiados con el Premio Nobel de Física en 1998. No obstante, este descubrimiento ha planteado muchas preguntas nuevas que siguen sin respuesta, de manera que se trata de un área de investigación importante dentro de la física de la materia condensada.El desarrollo de un paradigma experimental que permita a los científicos comprobar hipótesis nuevas ha constituido el enfoque del proyecto «Quantum Hall states in ultracold atomic gases» (FLUX LATTICES), financiado por la UE. Los gases de Bose se componen de partículas uniformes con un valor de espín entero. Cuando se superenfrían, dichas partículas generan una nueva forma de materia denominada superfluido. Sin embargo, los átomos son neutros y se acoplan a los campos magnéticos de diferentes maneras que los electrones con carga.Para poder estudiar el EHCF con relación a los electrones en un campo magnético, el equipo ha explorado dos enfoques basados en la generación de campos gauge artificiales. La aplicación de estos campos ha exigido en primer lugar caracterizar el comportamiento estático y dinámico de un fluido cuántico bidimensional (2D). El equipo científico ha realizado un trabajo pionero que ha permitido describir el comportamiento superfluido y publicar un artículo al respecto en Nature Physics. Asimismo ha implantado un método experimental novedoso que permite medir la ecuación de estado del fluido y relacionar propiedades como la presión, la temperatura, la masa y el volumen. Actualmente se está preparando el borrador en el que se describen estos trabajos y sus resultados, de cara a su publicación. La capacidad de enfriar, confinar y manipular átomos constituye un elemento central en la investigación experimental de los gases atómicos ultrafríos. Convencionalmente, los átomos fríos se confinan mediante potenciales armónicos (trampas armónicas). Los investigadores han sustituido dicha trampa por un potencial de caja (trampa de caja) que permite generar geometrías arbitrarias tales como dos trampas próximas. Este sistema experimental ha permitido investigar la cuasi-coherencia de rango largo y ha aportado nuevos y alentadores conocimientos sobre la física de los gases de Bose bidimensionales.Dentro del ámbito de FLUX LATTICES se han realizado investigaciones experimentales sobre algunas de las cuestiones más importantes que quedan abiertas con relación a la física de la materia condensada. El trabajo pionero realizado en los primeros dieciséis meses ha dado lugar a la concensión de una plaza en la facultad para el becario Marie Curie y ha sentado las bases para futuras investigaciones en la universidad anfitriona que presentan perspectivas alentadoras.
