Les condensats de Bose-Einstein sont souvent décrits comme le cinquième état de la matière: à des températures extrêmement basses, les atomes de gaz se comportent comme une seule particule. Les propriétés exactes de ces systèmes sont notoirement difficiles à étudier. Dans la revue Physical Evaluation Letters, des physiciens de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) et de l’Université Ludwig Maximilian de Munich ont proposé une nouvelle théorie pour décrire ces systèmes quantiques de manière in addition efficace et furthermore complète.



La recherche sur l’état exotique de la matière remonte à Albert Einstein, qui a prédit l’existence théorique des condensats de Bose-Einstein en 1924. « De nombreuses tentatives ont été faites pour prouver leur existence expérimentalement », explique le Dr Carlos Benavides-Riveros de l’Institut de physique de MLU. Enfin, en 1995, des chercheurs américains ont réussi à produire les condensats lors d’expériences. En 2001, ils ont reçu le prix Nobel de physique pour leur travail. Depuis lors, les physiciens du monde entier ont cherché des moyens de mieux définir et décrire ces systèmes qui permettraient de prédire moreover précisément leur comportement.

Cela nécessite normalement des équations et des modèles extrêmement complexes. « En mécanique quantique, l’équation de Schrödinger est utilisée pour décrire des systèmes avec de nombreuses particules en conversation. Mais parce que le nombre de degrés de liberté augmente de façon exponentielle, cette équation n’est pas facile à résoudre. C’est ce qu’on appelle le problème à plusieurs corps et trouver un La answer à ce problème est aujourd’hui l’un des défis majeurs de la physique théorique et computationnelle « , explique Benavides-Riveros. Le groupe de travail de la MLU suggest désormais une méthode relativement simple. « L’un de nos principaux enseignements est que les particules dans le condensat n’interagissent que par paires », explique le co-auteur Jakob Wolff de MLU. Cela permet à ces systèmes d’être décrits en utilisant des méthodes beaucoup plus simples et moreover établies, comme celles utilisées dans les systèmes électroniques quantiques.



« Notre théorie est en principe exacte et peut être appliquée à différents régimes physiques et scénarios, par exemple des atomes extremely-froids qui interagissent fortement. Et il semble que ce sera également une façon prometteuse de décrire les matériaux supraconducteurs », conclut Jakob Wolff.