Un polarón de Rydberg es un estado exótico de la materia , creado a bajas temperaturas, en el que un átomo muy grande contiene otros átomos ordinarios en el espacio entre el núcleo y los electrones. [1] Para la formación de este átomo, los científicos tuvieron que combinar dos campos de la física atómica: condensados de Bose-Einstein y átomos de Rydberg . Los átomos de Rydberg se forman excitando un solo átomo a un estado de alta energía, en el que el electrón está muy lejos del núcleo. Los condensados de Bose-Einstein son un estado de la materia que se produce a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Los polarones se inducen mediante el uso de un láser para excitar los átomos de Rydberg contenidos como impurezas en un condensado de Bose-Einstein. En esos átomos de Rydberg, la distancia promedio entre el electrón y su núcleo puede ser tan grande como varios cientos de nanómetros, que es más de mil veces el radio de un átomo de hidrógeno. [2] En estas circunstancias, la distancia entre el núcleo y el electrón de los átomos de Rydberg excitados es mayor que la distancia promedio de los átomos del condensado. Como resultado, algunos átomos se encuentran dentro de la órbita del electrón del átomo de Rydberg.
Como los átomos no tienen carga eléctrica, solo producen una fuerza mínima sobre el electrón. Sin embargo, el electrón está ligeramente disperso en los átomos neutros, sin siquiera salir de su órbita, y el enlace débil que se genera entre el átomo de Rydberg y los átomos dentro de él, uniéndolos, se conoce como polarón de Rydberg. El nuevo estado de la materia fue predicho por teóricos de la Universidad de Harvard en 2016 [3] y confirmado en 2018 por espectroscopia en un experimento utilizando un condensado de estroncio Bose-Einstein. [4] Teóricamente, hasta 170 átomos de estroncio ordinarios podrían encajar estrechamente dentro del nuevo orbital del átomo de Rydberg, dependiendo del radio del átomo de Rydberg y la densidad del condensado de Bose-Einstein. [2] El trabajo teórico para el experimento fue realizado por teóricos de la Universidad de Tecnología de Viena y la Universidad de Harvard , [5] mientras que el experimento y la observación reales se llevaron a cabo en la Universidad Rice en Houston, Texas.
Ver también
Referencias
- ^ "Los investigadores informan de la creación de polarones de Rydberg en un gas Bose" . Phys.org .
- ^ a b "Los físicos simplemente rellenaron un átomo lleno de átomos y crearon un nuevo estado de la materia" . Alerta científica . 27 de febrero de 2018.
- ^ Schmidt, Richard; Sadeghpour, H. R .; Demler, E. (1053). "Impureza de Rydberg mesoscópica en un gas cuántico atómico". Cartas de revisión física . 116 (10): 105302. arXiv : 1510.09183 . Código bibliográfico : 2016PhRvL.116j5302S . doi : 10.1103 / PhysRevLett.116.105302 . PMID 27015490 .
- ^ Camargo, F .; Schmidt, R .; Whalen, J. D .; Ding, R .; Woehl, G .; Yoshida, S .; Burgdörfer, J .; Dunning, F. B .; Sadeghpour, H. R .; Demler, E .; Killian, TC (22 de febrero de 2018). "Creación de Rydberg Polarons en un Bose Gas". Cartas de revisión física . 120 (8): 083401. arXiv : 1706.03717 . Código Bibliográfico : 2018PhRvL.120h3401C . doi : 10.1103 / PhysRevLett.120.083401 . PMID 29543028 .
- ^ Schmidt, R .; Whalen, JD; Ding, R .; Camargo, F .; Woehl, G .; Yoshida, S .; Burgdörfer, J .; Dunning, FB; Demler, E .; Sadeghpour, HR; Killian, TC (22 de febrero de 2018). "Teoría de la excitación de los polarones de Rydberg en un gas cuántico atómico". Physical Review A . 97 (2): 022707. arXiv : 1709.01838 . Código Bibliográfico : 2018PhRvA..97b2707S . doi : 10.1103 / PhysRevA.97.022707 . hdl : 1911/102426 .
enlaces externos
- Creación de polarones de Rydberg en un gas Bose , artículo original en Physical Review Letters.