Las propiedades cuánticas subyacentes a la formación de cristales se pueden replicar e investigar con la ayuda de átomos ultrafríos. Un equipo dirigido por el Dr. Axel UJ Lode del Instituto de Física de la Universidad de Friburgo ha descrito en la revista Cartas de revisión física cómo el uso de átomos dipolares permite incluso la realización y medición precisa de estructuras que aún no se han observado en ningún material. El estudio teórico fue una colaboración en la que participaron científicos de la Universidad de Friburgo, la Universidad de Viena y la Universidad Técnica deViena en Austria y el Instituto Indio de Tecnología en Kanpur, India.
Los cristales son de naturaleza omnipresente. Están formados por muchos materiales diferentes, desde sales minerales hasta metales pesados como el bismuto. Sus estructuras surgen porque un ordenamiento regular particular de átomos o moléculas es favorable, porque requiere la menor cantidad de energía.Un cubo con un componente en cada una de sus ocho esquinas, por ejemplo, es una estructura cristalina que es muy común en la naturaleza. La estructura de un cristal determina muchas de sus propiedades físicas, como qué tan bien conduce una corriente o calor o cómo se agrietay se comporta cuando está iluminado por la luz. Pero, ¿qué determina estas estructuras cristalinas? Surgen como consecuencia de las propiedades cuánticas y las interacciones entre sus constituyentes, que, sin embargo, a menudo son científicamente difíciles de entender y también de medir.
Sin embargo, para llegar al fondo de las propiedades cuánticas de la formación de estructuras cristalinas, los científicos pueden simular el proceso utilizando condensados de Bose-Einstein: átomos ultrafríos atrapados enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto o menos 273,15 grados Celsius. Los átomosen estos sistemas altamente artificiales y altamente frágiles están extremadamente bien bajo control. Con un ajuste cuidadoso, los átomos ultrafríos se comportan exactamente como si fueran los componentes que forman un cristal. Aunque construir y ejecutar un simulador cuántico es una tarea más exigente que simplemente hacer crecer uncristal de un determinado material, el método ofrece dos ventajas principales: primero, los científicos pueden ajustar las propiedades del simulador cuántico casi a voluntad, lo que no es posible para los cristales convencionales. En segundo lugar, la lectura estándar de los simuladores cuánticos de átomos fríos son imágenes que contieneninformación sobre todas las partículas de cristal. Para un cristal convencional, por el contrario, sólo el exterior es visible, mientras que el interiorerior, y en particular sus propiedades cuánticas, es difícil de observar.
Los investigadores de Friburgo, Viena y Kanpur describen en su estudio que un simulador cuántico para la formación de cristales es mucho más flexible cuando se construye utilizando partículas cuánticas dipolares ultrafrías. Las partículas cuánticas dipolares hacen posible realizar e investigar no solo cristales convencionalesestructuras, sino también arreglos que hasta ahora no se habían visto para ningún material. El estudio explica cómo estos órdenes de cristal surgen de una competencia intrigante entre energía cinética, potencial e interacción y cómo las estructuras y propiedades de los cristales resultantes se pueden medir con un detalle sin precedentes.
Las propiedades cuánticas subyacentes a la formación de cristales se pueden replicar e investigar con la ayuda de átomos ultrafríos. Un equipo dirigido por el Dr. Axel UJ Lode del Instituto de Física de la Universidad de Friburgo ha descrito en la revista Cartas de revisión física cómo el uso de átomos dipolares permite incluso la realización y medición precisa de estructuras que aún no se han observado en ningún material. El estudio teórico fue una colaboración en la que participaron científicos de la Universidad de Friburgo, la Universidad de Viena y la Universidad Técnica deViena en Austria y el Instituto Indio de Tecnología en Kanpur, India.
Los cristales son de naturaleza omnipresente. Están formados por muchos materiales diferentes, desde sales minerales hasta metales pesados como el bismuto. Sus estructuras surgen porque un ordenamiento regular particular de átomos o moléculas es favorable, porque requiere la menor cantidad de energía.Un cubo con un componente en cada una de sus ocho esquinas, por ejemplo, es una estructura cristalina que es muy común en la naturaleza. La estructura de un cristal determina muchas de sus propiedades físicas, como qué tan bien conduce una corriente o calor o cómo se agrietay se comporta cuando está iluminado por la luz. Pero, ¿qué determina estas estructuras cristalinas? Surgen como consecuencia de las propiedades cuánticas y las interacciones entre sus constituyentes, que, sin embargo, a menudo son científicamente difíciles de entender y también de medir.
Sin embargo, para llegar al fondo de las propiedades cuánticas de la formación de estructuras cristalinas, los científicos pueden simular el proceso utilizando condensados de Bose-Einstein: átomos ultrafríos atrapados enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto o menos 273,15 grados Celsius. Los átomosen estos sistemas altamente artificiales y altamente frágiles están extremadamente bien bajo control. Con un ajuste cuidadoso, los átomos ultrafríos se comportan exactamente como si fueran los componentes que forman un cristal. Aunque construir y ejecutar un simulador cuántico es una tarea más exigente que simplemente hacer crecer uncristal de un determinado material, el método ofrece dos ventajas principales: primero, los científicos pueden ajustar las propiedades del simulador cuántico casi a voluntad, lo que no es posible para los cristales convencionales. En segundo lugar, la lectura estándar de los simuladores cuánticos de átomos fríos son imágenes que contieneninformación sobre todas las partículas de cristal. Para un cristal convencional, por el contrario, sólo el exterior es visible, mientras que el interiorerior, y en particular sus propiedades cuánticas, es difícil de observar.
Los investigadores de Friburgo, Viena y Kanpur describen en su estudio que un simulador cuántico para la formación de cristales es mucho más flexible cuando se construye utilizando partículas cuánticas dipolares ultrafrías. Las partículas cuánticas dipolares hacen posible realizar e investigar no solo cristales convencionalesestructuras, sino también arreglos que hasta ahora no se habían visto para ningún material. El estudio explica cómo estos órdenes de cristal surgen de una competencia intrigante entre energía cinética, potencial e interacción y cómo las estructuras y propiedades de los cristales resultantes se pueden medir con un detalle sin precedentes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Friburgo . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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