スーパーフルイドは、摩擦のない流れや抵抗なしに熱や電流を運ぶ能力など、顕著な特性を示すユニークな物質状態です。これらの特性は、スーパーフルイドには粘度がなく、長距離の順序があるという事実から生じます。つまり、原子は広範囲にわたって非常に相関しています。
この研究では、物理学者のチームは、極寒の原子のガスが臨界温度より下で冷却されたときに形成される、ボーズアインシュタイン凝縮液（BEC）として知られるスーパーフルイドの種類に焦点を当てました。研究者は、BECを葉巻形の領域に限定し、磁場とレーザービームの組み合わせを使用して、システムの次元を継続的に変化させました。
BECの次元から2次元、そして1つの次元に徐々に減少することにより、物理学者はその集合的特性の一連の劇的な変化を観察しました。 3次元では、BECは、長距離の順序と一貫性を特徴とする従来の超流動挙動を示しました。しかし、次元が減少すると、スーパーフルイドは一連の位相遷移を受け、異なるタイプの順序状態が形成されました。
2つの次元では、BECは準長距離状態を形成しました。そこでは、原子間の相関は依然として有意でしたが、無限の距離にわたって延長されなくなりました。原子が局所化され、長距離の一貫性を失ったため、次元を1つの次元にさらに低下させると、超流動挙動が完全に崩壊しました。
この画期的な研究は、その次元が継続的に修正されるにつれて、超流動性の集合的特性がどのように進化するかについての包括的な理解を提供します。結果は、量子物質の基本的な理解を深めるだけでなく、新しい量子状態とデバイスを実現するための道を開くこともあります。これらの発見は、量子情報処理、精密測定、および将来の量子技術の開発に広範囲に影響する可能性があります。
