Quantum simulation of strongly interacting atomic superfluids: about quantum vortices
일 시 : 2022년 05월 10일 화요일 16:00
연 사 : 권 우 진 박사 (CNR-INO, LENS)
장 소 : 온라인 ( 회의 ID: 893 6038 1750 , 암호: 164860 )
초 록
많은 응집 물질 현상들은 기본적으로 구성 성분들간의 상호작용을 통해 생겨나는 양자 다체계 물리에 기반합니다. 그 중 대표적인 것이 바로 초전도, 초유체 현상이라고 할 수 있으며, 이러한 양자 현상을 이해하기에 이상적인 모델 시스템으로 여겨지는 것이 바로 극저온 양자 기체입니다. 매우 낮은 밀도의 기체와 빛, 그리고 자기장을 활용하여 목표로 하는 응집물질현상을 보다 용이하게 구현 및 연구할 수 있다는 장점이 있어서 대표적인 양자 시뮬레이터로 여겨집니다. 특히, 양자 기체의 구성 원자들이 페르미온일 경우 원자들간의 상호작용을 조절하면 BEC (Bose-Einstein condensate)-BCS (Bardeen- Cooper-Schrieffer) crossover를 구현 할 수 있게 되는데, 이를 활용하면 초유체의 성질이 바뀔 때 주어진 물리 현상이 어떠한 변화를 보이는지 연구하기에 매우 큰 장점이 있습니다.
이번 발표에서는 페르미온 양자 기체를 활용한 양자 소용돌이 충돌 실험을 소개하고자 합니다. 소용돌이는 자연과 기술적인 측면 모두에서 고전 유체 역학의 중심에 있다고 할 수 있으며, 양자 소용돌이 또한 초유체와 초전도체의 근본적인 수송 특성을 결정짓는 핵심 역할을 합니다. 본 소용돌이 연구는 기존의 초유체에서 행해지던 한계를 bottom-up approach를 통해 극복함으로써 양자 소용돌이의 에너지 소멸에 대한 이해를 한 단계 증진시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.
W. J. Kwon et al., “Sound emission and annihilations in a programmable quantum vortex collider,” Nature 600, 64 (2021).