新研究演示了如何在费米子原子超流体中产生持续的电流

产业资讯 量科网 2022-04-18 09:10

在足够低的温度下,原子气体可以变成一种超流体,它能承载持续的原子电流,能在没有任何外部驱动力的情况下流动。这种电流已在玻色子原子超流体中观察到,但在此之前,科学家还没有在费米子原子超流体中观察到它。现在,美国达特茅斯学院的Yanping Cai及其同事演示了一种在费米子原子超流体中产生持续电流的实验过程。

新研究演示了如何在费米子原子超流体中产生持续的电流

在他们的实验中,该团队使用了锂6原子的混合物,这种混合物中包含了两种具有不同自旋态的原子。该团队将这些原子捕获在一个环形的几何形状中,然后将它们冷却到几十纳开尔文。接着,该团队通过施加不同强度的磁场来调整原子之间的相互作用强度。这个磁场会影响由此产生的原子超流体的鲁棒性。

为了研究系统的电流,该研究小组用激光束搅动超流体原子。然后他们还增加了外加磁场的强度,从而削弱了原子的相互作用。他们发现搅拌会产生电流,即使原子间的相互作用减弱,这种电流也会在系统中持续长达10秒。

该研究团队表示,目前,在费米子原子超流体中产生持续电流所需的装置将使该电流难以在实际应用(例如量子传感器)中使用。然而,如何控制费米子原子间的相互作用强度是一个重要的研究课题。它可以实现对Kibble-Zurek机制进行桌面的实验模拟,该机制已被理论化,并与早期的宇宙动力学有关。(编译:Qtech)