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NIST の物理学者は Ultracold ガスの Soliton の新しい形式を予測します

Published on December 15, 2009 at 5:59 PM

形を失うか、または停止しないで長距離を実行する孤独な波は solitons と呼出される波の特別なクラスです。 これらの永遠に続く波は Quantum の共同協会で十分にエキゾチック、理論家、 (JQI)国立標準技術研究所 (NIST) の共同およびメリーランド大学でありが、さらにもっと特別である soliton の新しい種類があるにはかもしれないことをインドおよびジョージの石大工大学の彼らの同僚は、今信じます。 新しい soliton ではないですちょうど低温原子興味、それまたかもしれないです早い宇宙を含む他の物理システムに深遠な洞察力を、提供するある特定のタイプの ultracold ガスで見つけられると期待しました。

慣習的な 「暗い」 soliton と比べる最近予測された 「不滅の」 soliton (残っている) (右の)。 水平の軸線は soliton の波頭の幅を描写します (異なった波高さを表していて異なったカラーが右のパネルの左のパネルそして紫色の黄色によって、区切られる)。 縦の軸線は音のわずか速度として soliton の速度に対応します。 左の不滅の soliton は音速の壁まで形を維持します。 信用: I. 等 Satija、 JQI

Solitons はどこでも発生できます。 1830 年代では、ジョンスコットラッセルスコットランドの科学者は最初に停止するかわりに長い間隔上の形を維持している彼が水波を見た狭い運河に沿って乗っている間それらを識別しました。 ラッセルがそれを名づけたので、この 「単一および美しい」現象は光ファイバテレコミュニケーションの光波を含む多くのシステムで Bose Einstein の凝縮物、 ultracold 物質の状態でその後、原子水晶を通って掃除する振動の波、および 「原子振ります」観察され (BECs)、作成され、そして開発されていました。 BECs の原子はガスを伝わる形式の単一の大きい波に一緒に結合できます。 BECs の原子の波は互いを分割し、互いに干渉し、取り消すことができます。 弱く相互作用の原子を持つ BECs では、これは 「暗い solitons の観察で起因しました」、ガスを通って伝播する原子の不在を表すおよび 「明るい」 solitons (それら運送実際の問題) 長続きがする波。

新しく理論的なアプローチの取得によって、 JQI の work* は三番目、他のどの物理システムでも見られるの前のさらにもっとエキゾチックな 「不滅の」 soliton決してを予測します。 この新しい soliton は 「光学格子として知られている卵木枠そっくりの整理で組織される 「ハードコアボゾンから」の - 互いを対話型激しく強くそしてこうして撃退する原子 - 成っている BECs に発生できます」。 1990 年に、現在の作業の共著者の 1 つは、インドの数理科学の協会の Radha Balakrishnan、これらの新しい solitons の数学記述を書きましたが、強く相互作用のガス原子から成っている BEC の動作を近づけるために彼女の考慮されるただ働かせて下さい。 BECs のそれに続く観察によって、 JQI の研究者は最近 Balakrishnan の同等化が強く相互作用の原子を BEC のほとんど厳密な記述に与えること、そしてこの前に未知のタイプの soliton が実際にあることができること両方とも実現しました。 波速度が音速に近づくと同時にすべての前に知られていた solitons が停止する間、この新しい soliton は存続しま、波高さ (振幅) を音速で維持します。

「不滅の」 soliton が命令するために作成できたらメンバーが高温超伝導体および磁石を含んでいる強く相互作用の量システムの動作を調査するために新しい道を提供してもよい。 BEC に冷却する原子がフェーズ遷移を (氷に回る水のように) 表すと同時に、新しい soliton はまたよりよい理解のフェーズ遷移、早い宇宙で起こったそれらのための重要なツールとして拡大し、冷却したと同時に役立つことができます。

* R. Balakrishnan、 I.I. Satija および C.W. クラーク、 「Bose Einstein の強く冷淡な凝縮物の solitons の粒子穴非対称および」、の物理的な検討の文字明るくなること、 Vol. 103、 P. 230403; 出版されたオンライン 2009 年 12 月 4 日。

Last Update: 13. January 2012 07:49

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