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NIST 물리학자는 Ultracold 가스에 있는 Soliton의 새로운 양식을 예상합니다

Published on December 15, 2009 at 5:59 PM

그들의 모양 밖으로 분실 정지 없이 장거리를 달리는 홀로 파동은 solitons에게 불린 파의 특별한 종류입니다. 이 영원한 파는 Quantum 합동 학회에 충분히 이국적, 그러나 이론가, (JQI) 국립 표준 기술국 (NIST)의 협력 및 메릴란드 대학이고, 훨씬 특별한 soliton의 새로운 종류가 있을지도 모르다 인도와 조지 석수 대학에 있는 그들의 동료는 지금, 믿습니다. , 새로운 soliton 아닐 다만 낮 온도 원자 호기심, 그것이 또한 일지모른습니다 초기 우주를 포함하여 그밖 물리적 시스템으로 중후한 통찰력을, 제공하 ultracold 가스의 특정 모형에서 찾아낼 것으로 예상했습니다.

(남겨두는) (맞은) 전통적인 "어두운" soliton에 비교하여 새로 예상된 "불사하는" soliton. 수평한 축선은 (다른 파고를 나타내는 군기 여러가지 맞은 위원회에 좌 위원회 그리고 자주색에 있는 황색에 의해, 바운스되는) soliton 파면의 폭을 묘사합니다. 수직 축선은 음속 일부로 soliton의 속도에 대응합니다. 좌측에 불사하는 soliton는 음속 장벽까지 그것의 모양을 유지합니다. 크레딧: I. 그 외 여러분 Satija, JQI

Solitons는 어디에나 생길 수 있습니다. 1830 년대에서는, 죤 Scott 러셀 스코틀랜드 과학자는 처음으로 멀리 정지 대신에 긴 거리에 그것의 모양을 유지해 그가 물결파를 본 좁은 운하에 따라서 타고 있는 동안 확인했습니다 그(것)들을. 러셀이 그것을 부르기 때문에, 이 "유일하고 아름다운" 현상은 광섬유 원거리 통신에 있는 광파를 포함하여 많은 시스템에서 Bose 아인슈타인 응축물, ultracold 상태에서 그 후, 원자 결정을 통해서 공중 소탕하는 진동 파, 및 "원자 조차 물결칩니다" 관찰되고 (BECs), 만들고 이용되었습니다. BECs에 있는 원자는 가스를 통해서 이동하는 양식 단 하나 큰 파에 함께 결합할 수 있습니다. BECs에 있는 원자 파는 분열시키고, 서로 충돌하고, 밖으로 취소할 조차 수 있습니다. 약하게 상호 작용 원자를 가진 BECs에서는, 이것은 "어두운 solitons의 관측 나타내는," 가스를 통해서 전파하는 원자 결핍을 오래 견딘 파, 및 "밝은" solitons (그들 전송 실제적인 사정) 귀착되었습니다.

새로운 이론적인 접근을 채택해서, JQI work*는 세 번째, 다른 어떤 물리적 시스템에서 보는의 앞에 훨씬 이국적인 "불사하는" soliton 결코를 예상합니다. 이 새로운 soliton는 "광학적인 격자로 알려져 있는 배열 계란 크레이트 같이에서 편성된 "핵심 보존으로" - 대화식 강렬하게 강하게 그리고 이렇게 격퇴하는 원자 - 만든 BECs에서 생길 수 있습니다." 1990년에, 존재하는 일의 공동 저자의 한개는, 인도에 있는 수리 과학의 학회의 Radha Balakrishnan, 이 새로운 solitons의 수학 묘사를 적었습니다, 그러나 강하게 상호 작용 가스 원자로 만든 BEC의 행동을 접근하기 위하여 그녀이라고 고려하는 단지 일하십시오. BECs의 연속적인 관측으로, JQI 연구원은 최근에 Balakrishnan의 방정식이 강하게 상호 작용 원자로 BEC의 거의 정확한 묘사를 제공하다, 그리고 soliton의 이 이전에 불명한 모형이 실제로 존재할 수 있다 둘 다 실현했습니다. 그들의 파동 도가 음속에 접근하는 때 모든 이전에 알려지는 solitons가 조용해지는 동안, 이 새로운 soliton는 살아나, 그것의 파고 (진폭)를 음속으로 조차 유지하.

"불사하는" soliton가 명령하기 위하여 만들 수 있던 경우에, 그의 일원이 고열 superconductors 및 자석을 포함하는 강하게 상호 작용 양자계의 행동 조사를 새로운 도로를 제공할 수 있었습니다. BEC로 냉각하는 원자가 상전이를 (얼음으로 도는 근해 같이) 나타내는 때, 새로운 soliton는 또한 더 나은 이해 상전이, 초기 우주에서 일어난 그들 조차 위한 중요한 공구 역할을 하 확장하고는 냉각했는 때 할 수 있었습니다.

* R. Balakrishnan, I.I. Satija 및 C.W. 클라크, "Bose 아인슈타인 강하게 불쾌한 응축물에 있는 solitons의 입자 구멍 불균형 및," 물리적인 검토 편지 빛나기, Vol. 103, P. 230403; 간행된 온라인 2009년 12월 4일.

Last Update: 13. January 2012 12:45

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