Descrizione del progetto
Esclusiva miscela di gas ultrafredda getta una nuova luce sulla superfluidità
Raffreddando gli atomi a temperature prossime allo zero assoluto (zero gradi Kelvin), questi possono formare nuovi stati esotici di materia quantistica, come i superfluidi. In questa nuova fase, alcuni fluidi perdono l’attrito interno. Il progetto SIMIS, finanziato dall’UE, intende esplorare questioni fondamentali sui nuovi tipi di superfluidi creati da miscele ultrafredde di gas atomici. Combinando due diverse specie atomiche si modificano le proprietà di accoppiamento interatomico e quindi la natura dei superfluidi subisce un’alterazione. Lo studio si concentrerà sull’ottenere il diagramma di fase e le proprietà termodinamiche di una tale miscela di gas atomici. Utilizzando la simulazione quantistica, questo sistema quantistico unico nel suo genere offrirà una piattaforma promettente per studi senza precedenti sulla superfluidità. L’osservazione dei superfluidi potrà inoltre contribuire a rispondere a domande persistenti su altri strani fenomeni, come la superconduttività ad alta temperatura.
Obiettivo
Superfluids violate our classical intuition, provoking many intriguing questions in modern condensed matter physics. In particular, superfluid phases with non-standard pairing mechanisms, which play an essential role in diverse physical systems including high-Tc superconductivity, have attracted great interests, and the underlying principles challenge our understanding. Ultracold atomic systems have emerged as an ideal testbed for simulating such many-body states by directly comparing theories with experiments. Recently, the host group has achieved a novel mass-imbalanced Fermi-Fermi mixture, which offers unprecedented opportunities to realize unusual superfluid phases. Here, we propose experimental studies on unconventional superfluidity by exploiting the excellent controllability in our new quantum system.
Mass imbalance changes how the two Fermi surfaces overlap, causing the pairs to have finite momentum and resulting in a rich phase diagram. We aim to explore many-body phases appearing in a mass-imbalanced Fermi-Fermi mixture near the strongly interacting limit. To demonstrate superfluidity, we will probe the atoms by magnetic and optic methods, which allow distinguishing between pairs and unpaired atoms. Moreover, we will investigate the superfluid shell structure in a trapped system to characterize the phase diagram and the thermodynamic properties in the strongly interacting regime, based on tomographic imaging. Finally, we plan to extend our methods to search for exotic forms of superfluidity such as supersolid or gapless phases.
Our research will open a new chapter of condensed-matter simulation with ultracold atoms by providing a unique platform to study unconventional superfluidity. The successful demonstration will have strong impact on the scientific community even beyond the field of quantum gases. The techniques applied in this project can be further developed to address many other interesting topics such as impurity physics and transport dynamics.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze fisichefisica quantistica
- scienze naturaliscienze fisichefisica teoreticafisica delle particellefermioni
- scienze naturaliscienze fisichefisica della materia condensatagas quantistici
- scienze naturaliscienze fisicheelettromagnetismo ed elettronicasuperconduttività
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Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
6020 Innsbruck
Austria