Descrizione del progetto
Scoprire i meccanismi alla base della superfluidità non convenzionale
I superfluidi, che hanno viscosità zero e possono quindi scorrere senza alcuna perdita di energia cinetica, sono alcune fra le più sorprendenti fasi quantistiche collettive della materia. I gas quantistici ultrafreddi forniscono un valido approccio sperimentale per studiare queste fasi, offrendo un accesso microscopico alle loro proprietà esotiche. Il progetto SuperComp, finanziato dall’UE, si concentrerà sui gas quantistici con interazioni concorrenti per osservare fasi superfluide non convenzionali che non sono ancora state realizzate sperimentalmente. A tal fine, il progetto studierà tre meccanismi distinti che portano a un comportamento non convenzionale del superfluido: fluttuazioni quantistiche, relazioni di dispersione ingegnerizzate e interazioni con momento angolare orbitale non nullo. Gli esperimenti del progetto dovrebbero approfondire la nostra comprensione sui meccanismi responsabili della superfluidità non convenzionale.
Obiettivo
Unconventional superfluids, where frictionless flow appears combined with features such as topological excitations or crystalline order, are some of the most surprising collective quantum phases of matter. Although the corresponding topological superfluids and supersolids were originally predicted in condensed matter, ultracold quantum gases provide a more controlled experimental approach to these phases, and promise microscopic access to their exotic properties. A key mechanism towards unconventional superfluidity is the competition in the same system of interactions of different origins, a situation naturally addressed by multicomponent gases. When these interactions have opposite signs, new and surprising phases emerge. A prime example is the ultradilute quantum liquid phase recently observed by my group in a mixture of Bose-Einstein condensates, which is most likely only the first item in a long list of new unconventional phases.
The goal of SuperComp is to exploit the full potential of quantum gases with competing interactions to unlock the observation of unconventional superfluid phases that have until now defied experimental realization. To this end, I will explore three distinct mechanisms resulting in unconventional superfluid behavior: quantum fluctuations, engineered dispersion relations, and interactions with non-zero orbital angular momentum. Exploiting combinations of bosonic and fermionic potassium atoms, I will realize novel types of ultradilute quantum liquids, supersolid-like gases and liquids, density-dependent artificial gauge fields, elastic multi-body interactions, and investigate a new approach towards the long-sought px+ipy topological superfluid phase of 2D Fermi gases. These experiments will deepen our understanding of the mechanisms responsible for unconventional superfluidity, and impact not only the field of quantum gases, but also the much broader range of disciplines where unconventional superfluids or superconductors play a key role.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- scienze naturaliscienze chimichechimica inorganicametalli alcalini
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- scienze naturaliscienze fisicheelettromagnetismo ed elettronicasuperconduttività
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Parole chiave
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Invito a presentare proposte
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08860 Castelldefels
Spagna