&bala; Física 18, S39
Uma nova teoria revela as excitações exóticas de baixa energia dos quasicristais formados por partículas quânticas.
Um quasicristal quântico é um estado de matéria caracterizado por um arranjo ordenado, mas não repetidor, de partículas quânticas. Tais fases são previstas para uma variedade de sistemas e foram observadas experimentalmente em gases atômicos ultracold (ver ver Ponto de vista: um quasicristal para simulações quânticas). No entanto, pouco se sabe sobre as excitações de baixa energia dos quasicristais quânticos. Agora, Alejandro Mendoza-Coto na Universidade Federal de Santa Catarina, no Brasil, e seus colegas apresentam uma teoria que esclarece essas excitações (1). Graças à sua generalidade, a teoria também pode ser aplicada a outros sistemas, incluindo os supersólidos bosônicos.
Os pesquisadores consideraram um gás bidimensional de bósons à temperatura zero, com as partículas interagindo através de uma interação isotrópica e de dois corpos de longo alcance. Quando a densidade dos bósons é suficientemente alta, esse sistema forma um quasicristal quântico que normalmente adota uma estrutura octogonal, decagonal ou dodecgonal. O comportamento do quasicristal é impulsionado pela interação de três tipos de excitação: fônons (vibrações estruturais), fasões (rearranjos estruturais) e ondas sonoras de condensado. A nova teoria, que a equipe construiu a partir dos primeiros princípios, descreve essa interação.
A teoria prevê que o quasicristal pode exibir cinco tipos de comportamento coletivo, chamados modos de excitação, e estima as velocidades de suas quasipartículas associadas. Para a estrutura octogonal, cada modo possui componentes longitudinais e transversais e uma velocidade anisotrópica. Por outro lado, para as estruturas decgonais e dodecagonais, três modos são longitudinais, enquanto dois são transversais e cada modo tem uma velocidade isotrópica. Essas previsões podem ser verificadas experimentalmente usando gases atômicos ultracold, dizem os pesquisadores.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
- A. Mendoza-Coto et al.“Excitações de baixa energia em quasicristais quânticos bosônicos”. Phys. Rev. Lett. 134136003 (2025).
