Физики предсказали спонтанную «сокристаллизацию» света и атомов

Физики из Университета Иннсбрука теоретически предсказали возможность синхронной «кристаллизации» — атомов упорядочения — и возникновения света в совокупности, складывающейся из газа и лазерного излучения. По словам ученых, в появившемся «световом кристалле» смогут кроме того появляться характерные для жёсткого тела колебания решетки, известные как фононы.

Примечательно, что совокупность должна быть способна к авторегулированию — перемещения атомарного газа воздействуют на лазерный «каркас», что их удерживает, и напротив. Изучение размещено в издании Physical Review X, коротко о нем информирует Physics.

Благодаря сотрудничеству между веществом и светом вероятно существование таких устройств как оптические ловушки. Они являются лазерные лучи, интерферирующие между собой. В случае если расположить их в некотором роде, окажется периодическая «световая» структура с максимумами и минимумами энергии. Оказывается, что в случае если поместить атом рядом с точкой пространства, где находится минимум, то данный атом будет стремиться передвинуться к данной области.

 Таким методом ученые создают масштабные упорядоченные «кристаллы» из атомарных газов (к примеру, рубидия либо цезия), имитирующие поведение разных жёстких тел. Это разрешает изучать физические явления от сверхпроводимости до теплопроводности на эргономичных и предсказуемых моделях. 

В новой работе авторы отказались от условия интерференции между лазерами и теоретически смоделировали одномерную (линейную) совокупность, в которой имеется два лазера, направленных друг к другу и расположенный между ними бозе-эйнштейновский конденсат, охлажденный до сверхнизких температур. Из-за излучения двух лазеров в равномерно распределенном конденсате появляются неоднородности, концентрирующиеся у областей с более высокой интенсивностью излучения.

Эти неоднородности изменяют оптические особенности среды, к примеру, коэффициент преломления. Это, со своей стороны, воздействует на распространение света и смещает территории высокой интенсивности.  

Геометрия предложенного опыта: два луча лазера и холодные атомы, к примеру, рубидия, расположенные между ними. S. Ostermann et al. / Phys. Rev. X, 2016

При плотности лазерного излучения выше некоего критического порога теоретики предвещают, что связь между поведением вещества и фотонов приведет к происхождению периодических структур. Причем появятся они спонтанно, как в световом поле, так и в «сгустках» атомов. По сути, атомы самостоятельно превращают лазерное излучение в стоячую волну-ловушку, в которую сами же позже и попадают.

По словам физиков, в таких условиях вероятно воссоздать процессы, происходящие при кристаллизации жёстких тел из хаотичных неупорядоченных жидкостей. Наряду с этим, благодаря сотрудничествам в совокупности на всех масштабах, в таком одномерном кристалле смогут распространяться волны колебаний — фононы.

В будущем ученые собираются расширить собственный способ кристаллизации света на двумерный (плоский) случай. Сама разработка может применяеться в создании сверхточных акселерометров. 

Создатель: Владимир Королёв

Случайные записи:

• Новое устройство позволит людям ходить по стенам
• Наблюдательный совет российской корпорации нанотехнологий одобрил к финансированию первые проекты из области образования и медицины

Нейтрино. Поймать неуловимое и взвесить невесомое (2016)

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Ученые нашли новый метод управления светом лазера при помощи странностей некоторых законов физики

  Несколько исследователей из Венского Технологического и Принстонского университета , найдя кое-какие странности в математических уравнениях,…

• Физики измерили влияние приливных сил на волновую функцию отдельных атомов

  При помощи ядерного интерферометра ученые смогли зафиксировать эффект искривленного пространства-времени на поведение отдельной частицы. Это достижение…

• Физики мфти предсказали существование необычных оптических композитов

  МОСКВА, 6 мар – РИА Новости. Российские физики предсказали существование необыкновенных кристаллов, в которых лучи света будут преломляться неодинаковым…

• Именная частица: физика конца света

  Изучение частиц началось недавно. Во второй половине 90-ых годов XIX века Джозеф Джон Томсон открыл электрон, а через 2 десятилетия Эрнест Резерфорд…