Stephanie Reimann

Wallenberg Scholar

Naturvetenskap

Stephanie Reimann
Professor i matematisk fysik

Lunds universitet

Nya fysikaliska fenomen i ultrakalla kvantdroppar

Forskare har i nyligen genomförda experiment lyckats skapa en ny och exotisk typ av materia som förutsågs teoretiskt för ett par år sedan: självbundna kvantmekaniska droppar av ultrakalla atomer. Stephanie Reimann och hennes forskargrupp ska nu utforska deras nya, oväntade egenskaper med hjälp av teoretiska metoder från kvantmekanik och kärnfysik.

Färska experiment har visat att atomer i extremt nedkylda så kallade Bose-Einstein-kondensat kan under vissa omständigheter bilda stora droppar med mycket låg densitet. Droppbildningen är då en rent kvantmekanisk effekt och dropparna utgör en ny form av kvantmateria som vi i dagsläget vet mycket lite om.

Stephanie Reimann och hennes kollegor ska utveckla och använda avancerade kvantmekaniska modeller och beräkningsmetoder för att bättre förstå materian, som utmanar bilden av hur kvantgaser och vätskor beter sig.

Med beräkningsmetoder från kvantmekanik och kärnfysik ska forskarna t.ex. studera hur dropparna reagerar på yttre påverkan som skakning eller omrörning. Dropparna har redan visat exempel på märkliga beteenden när de exponeras till externa störningar. Normalt innebär energitillförsel till en vätska att kollektiva excitationer skapas. En ultrakall kvantdroppe kan dock istället ge ifrån sig enskilda atomer, och på så vis behålla sin extremt låga temperatur.

Forskarna vill också se om kvantdropparna kan bilda en typ av strömvirvlar som är typiska för så kallade superfluida kvantvätskor.