Descripción del proyecto
Inducir una superfluidez sin precedentes en un nuevo sistema de gas atómico ultrafrío bidimensional
Hace más de un siglo se descubrió que el helio fluye sin resistencia a través de tubos muy finos, así como que la electricidad se transmite a través de ciertos metales sin encontrar ninguna resistencia. Desde entonces, la mecánica cuántica ha permitido avances en los conocimientos experimentales y teóricos sobre la superfluidez y la superconductividad. Los sistemas bidimensionales parecen actuar como una especie de frontera con dimensiones por encima y por debajo que se comportan de forma diferente desde una perspectiva cuántica y clásica. El proyecto ToPIKS, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, espera caracterizar y observar de forma experimental un tipo de superfluidez nunca antes vista mediante un nuevo sistema de gas atómico ultrafrío bidimensional.
Objetivo
Topological P-wave superfluids with Isotopic K mixtureS:
Pairing of fermions lies at the heart of superfluidity and superconductivity, paradigmatic many-body phenomena arising at all energy scales in Nature – from ultracold to Quark matter. In particular, pairing between fermions with non-zero angular momentum emerges as a key mechanism at the basis of a wealth of unconventional fermionic superfluids, as for the A phase in 3He or electrons in high-Tc superconductors. More specifically, p-wave pairing in 2D is expected to induce superfluid phases with non-trivial topological features, as chirality and anyonic vortex excitations with non-Abelian braiding statistics.
The high level of control over the system parameters, together with detection and probing capabilities down to the single atom level, makes of ultracold atomic gases an ideal platform towards the realization and investigation of such paradigmatic yet elusive strongly interacting phases. Despite this, the experimental observation of p-wave superfluidity in atomic gases has never been achieved so far.
ToPIKS plans to realize a 2D system with strong p-wave interactions in ultracold Bose-Fermi mixtures of 39K and 40K atoms, on the repulsive side of a Fose-Bose s-wave Feshbach resonance, where the system sustains a heteronuclear fermionic molecular state. The virtual exchange of the lighter 39K bosonic atoms between two 39K40K molecules will in turn induce an effective dimer-dimer p-wave attraction.
The key novelty of this approach consists in the possibility to stabilize the system against inelastic losses by promoting a small but finite Bose-Bose repulsion. This is a striking advantage in comparison with previously existing systems exploiting homonuclear p-wave Feshbach resonances, intrinsically suffering from strong 3-body recombination. At the same time, the system maintains the high degree of controllability of atomic gases with Feshbach tunable interactions.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
08860 Castelldefels
España