Programa específico: ERC-2021-ADG - Beca ERC HORIZON
UPV/EHU: Beneficiario
IP UPV/EHU: Michelle Modugno

Inicio del proyecto: 01/11/2022
Fin del proyecto: 31/10/2027

Breve descripción: Los supersólidos son una fase cuántica paradójica de la materia que combina las propiedades de los superfluidos y los cristales, buscadas durante mucho tiempo en sólidos cuánticos y muchos otros sistemas. Recientemente, descubrimos una nueva fase de cúmulo en un gas cuántico de átomos magnéticos que da lugar a un supersólido. Sin embargo, el tamaño limitado, la falta de homogeneidad y la falta de métodos de detección adecuados han permitido hasta ahora evaluar solo propiedades muy básicas de los supersólidos. Aquí propongo un innovador microscopio de densidad-fase e ideas originales que combinan lo mejor de los métodos de materia-onda y materia condensada para revelar las extraordinarias propiedades de los supersólidos. Con una configuración de superfluido-supersólido de dos capas mediremos tanto la densidad como la fase del supersólido. Con potenciales ópticos controlables realizaremos geometrías de cristales grandes y homogéneos en 1D y 2D. Con direccionamiento óptico de alta resolución manipularemos localmente la función de onda, por ejemplo creando patrones de fase o campos de fuerza, y seguiremos la dinámica local. Nuestro objetivo principal es explorar propiedades fundamentales que son en gran parte desconocidas incluso teóricamente: densidad variable de superfluido bajo rotación; momento angular variable de vórtices cuantizados; deformación sin disipación del cristal; efecto Josephson sin barreras; propiedades de entrelazamiento cuántico. También intentaremos la realización de nuevos tipos de supersólidos, para demostrar la generalidad de los fenómenos: con capas de supersólidos acopladas, avanzaremos hacia la supersolidez en 3D; utilizando un entorno cuasi-2D, intentaremos realizar dos tipos propuestos de supersólidos fuertemente interactuantes y fuertemente correlacionados. Nuestro trabajo establecerá conexiones entre los supersólidos y otras fases cuánticas con patrones, como las ondas de densidad de pares en superconductores y en superfluidos de helio, las fases entrelazadas en superfluidos de baja dimensión y las fases de pasta en estrellas de neutrones. Nuestro trabajo podría abrir caminos para la realización de materiales con funcionalidades novedosas.