Publicado en la revista Nature Physics, estos campos eléctricos sintéticos hacen que cada átomo en un gas actúe, en forma individual, como si se tratara de una partícula cargada, pero en conjunto se mantienen neutrales,como partículas sin carga. Esta doble personalidad ayudará a los investigadores a simular y estudiar los fenómenos eléctricos fundamentales y pueden llevarlos a una comprensión más profunda de los fenómenos exóticos con participación de partículas cargadas, tales como lasuperconductividad, el flujo de electricidad sin resistencia, o el efecto Hall cuántico, utilizado por el NIST para crear un nivel de resistencia eléctrica.
disposición experimental para campos eléctricos sintéticos indicándose los dos rayos láseres incidentes(flechas rojas) sobre el BEC(de átomos de rubidio) y el campo magnético inclinado Bo (flecha negra),la flecha azul indica la dirección del campo eléctrico sintético E*.Crédito.Ian Spielman.
Algunos aspectos de la electricidad son difíciles de estudiar debido a que, a pesar de que las partículas con cargas opuestas se atraen entre sí, de manera similar las partículas cargadas se repelen unas a otras. Para evitar esto,el físico del NIST Ian Spielman y sus colegas se dieron cuenta de que podían inducir a los átomos, los cuales suelen ser eléctricamente neutros para que actúen como si fueran partículas cargadas en un campo eléctrico - ampliándo su método anterior para hacer que los átomos neutros actúen como partículas cargadas en un campo magnético.
Los investigadores crean su sintético campo eléctrico en un gas ultrafrío de varios cientos de miles de átomos de rubidio. Usando láseres, el equipo altera la relación energía-momento de los átomos. Esto tuvo el efecto de transferir un poco del momento de los láseres a los átomos, haciéndolos que se muevan. La fuerza sobre cada átomo es físicamente idéntica - y equivalente matemáticamente – a lo que una partícula cargada sentiría en un campo eléctrico.
Así, mientras cada átomo neutro experimenta la fuerza de este campo eléctrico sintético en forma individual, no se repelen entre sí al igual que las partículas cargadas en un campo eléctrico ordinario. Esto es análogo a un experimentado grupo de bailarines todos siguiendo los movimientos de su instructor sin entrar en el camino del otro.
Según Spielman, este trabajo puede permitir a los científicos estudiar el efecto Hall, un fenómeno dónde un campo electromagnético puede causar que partículas cargadas que viajan a través de un conductor experimenten una fuerza lateral, que de momento no ha sido observada en los sistemas de átomos -fríos. El trabajo también puede facilitar las mediciones de los equivalentes atómicos de las magnitudes eléctricas tales como la resistencia y la inductancia. Para átomos neutros en los campos eléctricos sintéticos, la inductancia es una medida de la energía que se almacena como resultado del movimiento de los átomos, y la resistencia es una medida de la disipación o pérdida de energía, en el sistema. La medición de estas cantidades podría aportar información sobre las propiedades de las partículas cargadas en los sistemas análogos, incluidos los superconductores.
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fuente de la información:
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/03/110331163530.htm
