¿Cómo se comporta un gas de átomos ultrafríos en rotación?

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La revista Physical Review A recoge un estudio sobre la evolución temporal de un gas de átomos ultrafríos confinados en un trampa magnética y en rotación. El estudio lo han llevado a cabo los investigadores Daniel Dagnino y Nuria Barberán, del Departamento de Estructura y Constituyentes de la Materia de la Facultad de Física de la UB, y Maciej Lewenstein, investigador de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA) en el ICFO-Instituto de Ciencias Fotónicas.

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El principal resultado obtenido ha sido la determinación de una frecuencia crítica en que el sistema pasa de estar condensado —formado por un conjunto de átomos que se mueven en fase, igual que una formación de soldados— a estar fuertemente correlacionado, es decir, como si la formación de soldados se rompiera y cada uno se moviera por su lado.

Por encima de esta frecuencia crítica, el sistema recupera el grado de condensación anterior y, finalmente, al avanzar en el tiempo, se produce un proceso de nucleación que da lugar a un vórtice, similar al que forma el agua cuando se vacía una bañera. Tal como comenta Dagnino, «este resultado proporciona un ejemplo paradigmático de la no-aplicabilidad de los métodos estándares de campo medio que tratan a todo un “ejército” de átomos como si de un “soldado” se tratara (un solo átomo efectivo) durante todo el proceso de rotación».

En la investigación se ha analizado el entrelazamiento del estado a la frecuencia crítica y se han simulado los procesos experimentales de medida de la posición de los átomos, como si se estuviera fotografiando el sistema. Los resultados muestran claramente que en este tipo de experimentos sólo es accesible una parte de la información del sistema, porque el resultado de la medida no sólo depende del estado del sistema sino también del método de medición utilizado.

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Referencia bibliográfica:

Vortex nucleation in a mesoscopic Bose superfluid and breaking of the parity symmetry, D. Dagnino, N. Barberán, and M. Lewenstein. Phys. Rev. A 80, 053611 (2009).

Fuente: Universitat de Barcelona

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