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.

Esta nova descoberta complementa a descoberta do condensado de Bose-Einstein, que rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2001 aos Drs. Eric Cornell e Carl Wieman. O condensado de Bose-Einstein é uma coleção de milhares de partículas ultrafrias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo. Os condensados de Bose-Einstein são feitos de bósons, uma classe formada por partículas que são essencialmente gregárias: ao invés de se moverem sozinhas, elas adotam o movimento de suas vizinhas.

Ao contrário dos bósons, os férmions - a outra metade da família de partículas e blocos básicos com os quais a matéria é construída - são essencialmente solitários. Por definição, nenhum férmion poderá estar exatamente no mesmo estado quântico que outro férmion. Conseqüentemente, para um físico, mesmo o termo "condensado fermiônico" é um paradoxo.

Por décadas, os físicos vêm propondo que a supercondutividade (que envolve férmions) e o condensado de Bose-Einstein estão intimamente relacionados. Eles propõem que o condensado de Bose-Einstein e a supercondutividade seriam dois extremos de um mesmo comportamento superfluídico, um estado incomum no qual a matéria não apresenta resistência ao fluxo. O hélio líquido superfluídico, por exemplo, quando colocado no centro de um compartimento aberto irá espontaneamente fluir para os dois lados do compartimento.

A temperatura na qual os metais e ligas se tornam supercondutores depende da intensidade da "interação emparelhada" entre seus elétrons. A temperatura mais alta que se conhece na qual ainda ocorre a supercondutividade é de -135°C. ^{[carece de fontes]}

Na experiência que os cientistas agora fizeram, um gás com 500.000 átomos de potássio foi resfriado até 50 bilionésimos de grau acima do zero absoluto e então submetido a um campo magnético. Esse campo magnético fez com que os férmions se juntassem em pares, de forma semelhante aos pares de elétrons que produzem a supercondutividade, o fenômeno no qual a eletricidade flui sem resistência. 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.