Investigadores publican la prediccion teórica de un nuevo tipo de líquido cuántico

Recientemente, se ha creado una clase completamente nueva de líquidos cuánticos en los que las fluctuaciones cuánticas estabilizan el sistema, que de otro modo sería inestable en el nivel de campo medio. Una característica distintiva de estos líquidos es su densidad ultradiluida, que puede ser más de 8 órdenes de magnitud inferior a la del helio líquido. Hasta el momento, se han creado experimentalmente dos tipos de líquidos cuánticos ultradiluidos: en sistemas dipolares y en mezclas Bose-Bose de dos componentes. En ambos casos, se necesitaban distintos tipos de potenciales de interacción. Mostramos que se pueden formar líquidos cuánticos ultradiluidos con átomos dipolares bosónicos ultrafríos en una geometría bicapa utilizando el mismo tipo de potencial de interacción. Contrariamente a las realizaciones anteriores de líquidos ultradiluidos, no hay necesidad de estabilizar el sistema con un potencial repulsivo de corto alcance adicional. La ventaja del sistema propuesto es que las interacciones dipolares por sí solas son suficientes para la creación de un estado autoligado y no se necesita un potencial adicional de corto alcance para la estabilización. Realizamos simulaciones cuánticas de Monte Carlo y encontramos un rico diagrama de fase del estado fundamental que contiene transiciones de fase cuántica entre las fases líquida, sólida, gas atómica y gas molecular. El mecanismo de estabilización de la fase líquida es consistente con el escenario microscópico en el que la atracción efectiva de dímero-dímero se equilibra con una repulsión efectiva de tres dímeros. La densidad de equilibrio del líquido, que es extremadamente pequeña, puede controlarse mediante la distancia entre capas. De la ecuación de estado, extraemos la densidad espinodal, por debajo de la cual el sistema homogéneo se rompe en gotitas. Nuestros resultados ofrecen un nuevo ejemplo de un líquido dipolar de interacción bidimensional en una configuración limpia y altamente controlable.

El estudio tituladot Ultradilute Quantum Liquid of Dipolar Atoms in a Bilayer ha sido publicado en la revista Physical Review Letters.