Investigadors publiquen la predicció teòrica d'un nou tipus de líquid quàntic

Recentment, s'ha creat una classe completament nova de líquids quàntics en què les fluctuacions quàntiques estabilitzen el sistema, que altrament seria inestable al nivell de camp mitjà. Una característica distintiva daquests líquids és la seva densitat ultradiluïda, que pot ser més de 8 ordres de magnitud inferior a la de lheli líquid. Fins ara, s'han creat experimentalment dos tipus de líquids quàntics ultradiluïts: en sistemes dipolars i en barreges Bose-Bose de dos components. En tots dos casos, calien diferents tipus de potencials d'interacció. Mostrem que es poden formar líquids quàntics ultradiluïts amb àtoms dipolars bosònics ultrafreds en una geometria bicapa fent servir el mateix tipus de potencial d'interacció. Contràriament a les realitzacions anteriors de líquids ultradiluïts, no cal estabilitzar el sistema amb un potencial repulsiu de curt abast addicional. L'avantatge del sistema proposat és que les interaccions dipolars per si soles són suficients per a la creació d'un estat autolligat i no cal un potencial addicional de curt abast per a l'estabilització. Realitzem simulacions quàntiques de Monte Carlo i trobem un ric diagrama de fase de l'estat fonamental que conté transicions de fase quàntica entre les fases líquida, sòlida, gas atòmica i gas molecular. El mecanisme d'estabilització de la fase líquida és consistent amb l'escenari microscòpic on l'atracció efectiva de dímer-dímer s'equilibra amb una repulsió efectiva de tres dímers. La densitat d'equilibri del líquid, que és extremadament petita, es pot controlar mitjançant la distància entre capes. De l'equació d'estat, extraiem la densitat espinodal, per sota de la qual el sistema homogeni es trenca en gotetes. Els nostres resultats ofereixen un exemple nou d'un líquid dipolar d'interacció bidimensional en una configuració neta i altament controlable.

L'estudi titulat Ultradilute Quantum Liquid of Dipolar Atoms in a Bilayer s'ha publicat a la revista Physical Review Letters.