Condensado fermiônico

Imagens de absorção após a expansão livre de um gás de férmions em forte interação: as temperaturas mais baixas, observa-se uma característica de um pico de Bose-Einstein.

Um condensado fermiônico é uma fase da matéria formada por partículas fermiônicas que se comportam como superfluidas (ausência de resistência a fluxo) a baixas temperaturas. Esta fase está intimamente relacionada ao condensado de Bose-Einstein, cujas semelhanças nas condições e respostas deixam bem clara esta co-relação, tendo como diferença, no condensado fermiônica são formadas usando férmions e no condensado de Bose-Einstein são formadas usando bósons.

A descoberta do condensado de Bose-Einstein, que rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2001 aos Drs. Eric Cornell e Carl Wieman, abriu o caminho para materialização do condensado fermiônico. Objetivo tanto do condensado de Bose-Einstein como condensado fermiônico é fazer com que milhares de partículas ultrafrias ocupem um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo. ^[1]

Por definição, nenhum férmion poderá estar exatamente no mesmo estado quântico que outro férmion. Consequentemente, para um físico, mesmo o termo "condensado fermiônico" é um paradoxo. Por décadas, os físicos tentaram afirmar uma co-relação, obter resultados semelhantes tanto na supercondutividade e esta nova fase da matéria, utilizando tanto férmions como bósons. A supercondutividade depende da intensidade da "interação emparelhada" entre seus elétrons, a temperatura mais acessível para que ocorre-se foi de 138 K. ^[2]

O primeiro condensado fermiônico foi criado por uma equipe liderada por Deborah S. Jin em 2003, cuja experiência consiste em fazer um gás com 500.000 átomos de potássio, aproximadamente, ser resfriado a próximo do zero absoluto de temperatura e em seguida submetê-los a um campo magnético, para que emparelhem-se, de forma semelhante aos pares de elétrons que produzem a supercondutividade. A equipe da Dra. Jin detectou o emparelhamento e verificou a formação do condensado fermiônico pela primeira vez no dia 16 de dezembro de 2003.^[3]^[4]