Ротон
В теоретической физике ротон конденсатах Бозе — это элементарное возбуждение или квазичастица , наблюдаемая в сверхтекучем гелии-4 и -Эйнштейна с дальнодействующими диполярными взаимодействиями или спин-орбитальным взаимодействием . Дисперсионный закон элементарных возбуждений в этой сверхтекучей жидкости показывает линейное увеличение от начала координат, но демонстрирует сначала максимум, а затем минимум энергии по мере увеличения импульса . Возбуждения с импульсами в линейной области называются фононами ; те, у которых импульсы близки к минимуму, называются ротонами. Возбуждения с импульсами, близкими к максимуму, называются максонами .
Термин «ротоноподобный» также используется для предсказанных собственных мод в трехмерных метаматериалах с использованием связи за пределами ближайших соседей. [1] [2] Наблюдение такого «ротонного» закона дисперсии было продемонстрировано в условиях окружающей среды как для волн акустического давления в канальном метаматериале на слышимых частотах, так и для поперечных упругих волн в микромасштабном метаматериале на ультразвуковых частотах. [3]
Модели [ править ]
Первоначально ротонный спектр был феноменологически введен Львом Ландау в 1947 году. [4] В настоящее время существуют модели , которые с разной степенью успеха и фундаментальности пытаются объяснить ротонный спектр. [5] [6] Требование к любой модели такого рода состоит в том, что она должна объяснять не только форму самого спектра, но и другие связанные с ним наблюдаемые величины, такие как скорость звука и структурный фактор сверхтекучего гелия-4 . Для изучения ротонного спектра на гелии проведена микроволновая и брэгговская спектроскопия. [7]
Конденсация Бозе-Эйнштейна [ править ]
Также была предложена и изучена бозе-эйнштейновская конденсация ротонов. [8] О его первом обнаружении сообщалось в 2018 году. [9] при определенных условиях ротонный минимум приводит к образованию кристаллической твердой структуры, называемой супертвердым телом . Как показали эксперименты 2019 года, [10] [11] [12]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Ван, Кэ; Чен, Йи; Кадич, Муамер; Ван, Чанго; Вегенер, Мартин (24 мая 2022 г.). «Инженерия нелокального взаимодействия двумерных ротоноподобных дисперсионных соотношений в акустических и механических метаматериалах» . Коммуникационные материалы . 3 (1): 35. Бибкод : 2022CoMat...3...35W . дои : 10.1038/s43246-022-00257-z . S2CID 248991736 .
- ^ Чен, Йи; Кадич, Муамер; Вегенер, Мартин (2 июня 2021 г.). «Ротоноподобные акустические дисперсионные соотношения в трехмерных метаматериалах» . Природные коммуникации . 12 (1): 3278. Бибкод : 2021NatCo..12.3278C . дои : 10.1038/s41467-021-23574-2 . ПМЦ 8172548 . ПМИД 34078904 .
- ^ Иглесиас Мартинес, Хулио Андрес; Отлично, Майкл Фиделис; Чен, Йи; Френцель, Тобиас; Лауд, Винсент; Кадич, Муамер; Вегенер, Мартин (3 декабря 2021 г.). «Экспериментальное наблюдение ротоноподобных дисперсионных соотношений в метаматериалах» . Достижения науки . 7 (49): eabm2189. Стартовый код : 2021SciA....7.2189I . дои : 10.1126/sciadv.abm2189 . ISSN 2375-2548 . ПМЦ 8635434 . ПМИД 34851658 .
- ^ Ландау, LD (1947). К теории сверхтекучести гелия II. Успехи физики, 11(1), 91.
- ^ Биссет, Р.Н.; Блейки, ПБ (26 июня 2013 г.). «Отпечатки пальцев ротонов в диполярном конденсате: суперпуассоновский пик во флуктуациях атомного числа». Физ. Преподобный Летт . 110 (26): 265302. arXiv : 1304.3605 . Бибкод : 2013PhRvL.110z5302B . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.265302 . ПМИД 23848891 . S2CID 24788775 .
- ^ Блейки, ПБ; Бэйли, Д.; Биссет, Р.Н. (15 августа 2012 г.). «Ротонная спектроскопия в гармонически захваченном диполярном конденсате Бозе – Эйнштейна». Физ. Преподобный А. 86 (2): 021604. arXiv : 1206.2770 . Бибкод : 2012PhRvA..86b1604B . дои : 10.1103/PhysRevA.86.021604 . S2CID 119285430 .
- ^ Рыбалко А.; Рубец, С.; Рудавский Э.; Тихий, В.; Полуектов Ю.; Головащенко Р.; Деркач В.; Тарапов С.; Усатенко О. (4 ноября 2009 г.). «Микроволновая спектроскопия конденсированного гелия на ротонной частоте». Журнал физики низких температур . 158 (1–2): 244–249. Бибкод : 2010JLTP..158..244R . дои : 10.1007/s10909-009-0025-6 . S2CID 120191282 .
- ^ Глайд, Генри Р. (декабрь 1993 г.). «Роль конденсата в существовании фононов и ротонов». Журнал физики низких температур . 93 (5–6): 861–878. Бибкод : 1993JLTP...93..861G . дои : 10.1007/BF00692035 . S2CID 122151606 .
- ^ Хомаз, Л. (2018). «Наблюдение заселенности ротонных мод в диполярном квантовом газе» . Физика природы . 14 (5): 442–446. arXiv : 1705.06914 . Бибкод : 2018NatPh..14..442C . дои : 10.1038/s41567-018-0054-7 . ПМК 5972007 . ПМИД 29861780 .
- ^ Доннер, Тобиас (3 апреля 2019 г.). «Диполярные квантовые газы становятся сверхтвердыми» . Физика . 12:38 . Бибкод : 2019PhyOJ..12...38D . дои : 10.1103/Физика.12.38 .
- ^ «Три команды независимо друг от друга показывают, что диполярные квантовые газы поддерживают состояние сверхтвердых свойств» .
- ^ Хенкель, Н.; Нат, Р.; Поль, Т. (11 мая 2010 г.). «Трехмерные ротонные возбуждения и образование сверхтвердого тела в ридберговски-возбужденных бозе-эйнштейновских конденсатах». Письма о физических отзывах . 104 (19): 195302. arXiv : 1001.3250 . Бибкод : 2010PhRvL.104s5302H . doi : 10.1103/PhysRevLett.104.195302 . ПМИД 20866972 . S2CID 14445701 .
Библиография [ править ]
- Фейнман, Р.П. (1 апреля 1957 г.). «Сверхтекучесть и сверхпроводимость» . Обзоры современной физики . 29 (2): 205–212. Бибкод : 1957РвМП...29..205Ф . дои : 10.1103/RevModPhys.29.205 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
