superfluidità

Formazione di pattern in condensati guidati

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Formazione di pattern in condensati guidati

La formazione spontanea di pattern da mezzi omogenei è un esempio ben compreso di instabilità idrodinamiche nei sistemi classici. Questo porta naturalmente alla domanda sulla sua manifestazione nei fluidi quantistici. I condensati di Bose-Einstein (BEC) di gas atomici sono stati una piattaforma ideale per studiare i fenomeni quantistici a molti corpi, come la superfluidità, offrendo allo stesso tempo l’opportunità di ampliare la nostra comprensione dell’idrodinamica classica ai sistemi quantistici.

Questa recensione introduce una serie di studi sperimentali sulla formazione di pattern in fluidi quantistici di gas atomici sotto guida esterna, tra cui le onde di Faraday in una e due dimensioni, i pattern di superficie e le instabilità di controcorrente in una miscela di superfluidi. La formazione di pattern nel sistema quantistico può essere compresa attraverso il processo di amplificazione parametrica, in cui una modalità dinamica instabile può essere amplificata esponenzialmente, in modo simile ai sistemi classici. Le equazioni che governano le eccitazioni di superficie dei BEC intrappolati possono essere matematicamente equivalenti a quelle dell’acqua poco profonda, indicando una descrizione universale dell’instabilità idrodinamica attraverso domini classici e quantistici.

Tuttavia, i condensati, in quanto superfluidi, possiedono anche caratteristiche quantistiche fondamentali, come la vorticità quantizzata e un distinto canale di dissipazione. Queste caratteristiche uniche mettono in mostra la frammentazione a molti corpi sotto forte modulazione e la generazione di vortici nel regime non lineare, il che potrebbe offrire un percorso per lo studio della turbolenza quantistica. La coesistenza della coerenza di fase a lungo raggio e della modulazione della densità nei condensati guidati potrebbe fornire caratteristiche inesplorate, come quelle osservate nelle modalità sonore simili a supersolidi, in contesti di non equilibrio.

Paper: ArXiv.org

Sulla Nuova Superfluidità nel Secondo Strato di $^4$He sul Grafite

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Nuove Scoperte sulla Superfluidità

Una recente pubblicazione su arXiv (2601.05719v1) annuncia la scoperta di una nuova fase di superfluidità nel secondo strato di $^4$He sul grafite. La ricerca, condotta attraverso misurazioni simultanee della risposta di un oscillatore torsionale e della capacità termica, ha permesso di ottenere risultati accurati fino a 30 mK, superando le incertezze legate al substrato che avevano caratterizzato studi precedenti.

La nuova fase, oggetto di intensa ricerca, presenta contemporaneamente superfluidità e una maggiore viscoelasticità. Questa combinazione di proprietà è stabile in un intervallo di densità definito, fornendo un forte sostegno all’ipotesi di cristalli liquidi superfluidi. L’analisi condotta attraverso un modello di rete random-Josephson indica che la dipendenza logaritmica dalla temperatura della densità superfluida, spesso osservata, è probabilmente dovuta a imperfezioni nel substrato.

Questo studio apre nuove prospettive nella comprensione dei fenomeni quantistici della materia, in particolare nel comportamento di fluidi quantistici confinati in geometrie ridotte. La possibilità di esplorare le proprietà di questa nuova fase di superfluidità potrebbe portare a sviluppi significativi nel campo della fisica della materia condensata e delle applicazioni tecnologiche basate sui principi della meccanica quantistica.

Paper: ArXiv.org

Formazione di pattern nei condensati pompati

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Formazione di pattern nei condensati pompati

Un recente studio pubblicato su arXiv (arXiv:2601.05576v1) esplora la formazione spontanea di pattern in fluidi quantistici, in particolare nei condensati di Bose-Einstein (BEC) di gas atomici. Questa ricerca approfondisce l’analogia tra le instabilità idrodinamiche nei sistemi classici e i fenomeni quantistici.

I BEC, noti per lo studio dei fenomeni quantistici come la superfluidità, offrono una piattaforma ideale per estendere la nostra comprensione dell’idrodinamica classica ai sistemi quantistici. Lo studio esamina diversi esperimenti sulla formazione di pattern in fluidi quantistici di gas atomici sotto eccitazione esterna, tra cui onde di Faraday unidimensionali e bidimensionali, pattern superficiali e instabilità di controcorrente in una miscela di superfluidi.

La formazione di pattern nei sistemi quantistici può essere compresa attraverso il processo di amplificazione parametrica, simile ai sistemi classici. Le equazioni che governano le eccitazioni superficiali dei BEC intrappolati sono matematicamente equivalenti a quelle dell’acqua bassa, indicando una descrizione universale dell’instabilità idrodinamica tra domini classici e quantistici. Tuttavia, i condensati, come superfluidi, possiedono caratteristiche quantistiche fondamentali, come la vorticità quantizzata e un distinto canale di dissipazione. Queste caratteristiche uniche rivelano la frammentazione many-body sotto forte modulazione e la generazione di vortici nel regime non lineare, aprendo la strada allo studio della turbolenza quantistica. La coesistenza di coerenza di fase a lungo raggio e modulazione della densità nei condensati pompati potrebbe offrire caratteristiche inesplorate, come quelle osservate nelle modalità sonore di tipo supersolido, in contesti di non equilibrio.

Paper: ArXiv.org