Nowe spojrzenie na mieszaniny bozonowo-fermionowe
Wieloskładnikowe gazy kwantowe o mieszanych statystykach należą do najpopularniejszych obszarów badań z zakresu ultrazimnych atomów. Oferują one wyjątkowe możliwości prowadzenia doświadczeń i badania zjawisk mechaniki kwantowej i fizyki materii skondensowanej. Celem finansowanego ze środków UE projektu "Solitony jasne i dynamika w mieszaninach bozonowo-fermionowych" (Solinmix) było zbadanie jasnych odosobnionych fal o stałym kształcie i prędkości – zwanych solitonami – w ultrazimnej mieszaninie bozonowo-fermionowej. Wymagana nieliniowa interakcja jest generowana przez przyciąganie między komponentami bozonowymi i fermionowymi. Jak dotąd, mimo teoretycznych przewidywań, nie udawało się zaobserwować solitonów w mieszaninie bozonowo-fermionowej. Naukowcy przeprowadzili doświadczenia z wykorzystaniem kondensatu BEC izotopów fermionowego potasu (40K) i bozonowego rubidu (87Rb) oraz chipa atomowego. Jednymi z celów projektu było doświadczalne zbadanie warunków, w których mieszanina bozonowo-fermionowa może być uznawana za jednowymiarową, oraz opracowanie nowego narzędzia umożliwiającego różnicowanie sił interakcji między atomami. Okazało się, że interakcje fali p mogą być wykorzystywane do otrzymania bardzo trwałych jasnych solitonów bozonowo-fermionowych materia-fala, dużo bardziej stabilnych niż ich czysto bozonowe odpowiedniki. Wyniki projektu Solinmix mogą zostać wykorzystane przy tworzeniu czułych sond powierzchniowych, a w przyszłości także w pomiarach precyzyjnych i w naukach o powierzchni.
