Ридбергский полярон
Ридберговский полярон — экзотическая квазичастица , созданная при низких температурах, в которой очень большой атом содержит другие обычные атомы в пространстве между ядром и электронами. [ 1 ] Для образования этого атома ученым пришлось объединить две области атомной физики: бозе-эйнштейновские конденсаты и ридберговские атомы . Ридберговские атомы образуются путем возбуждения отдельного атома в высокоэнергетическое состояние, в котором электрон находится очень далеко от ядра. Конденсаты Бозе-Эйнштейна представляют собой состояние вещества, которое образуется при температурах, близких к абсолютному нулю.
Поляроны индуцируются с помощью лазера для возбуждения ридберговских атомов, содержащихся в виде примесей в конденсате Бозе-Эйнштейна. В этих ридберговских атомах среднее расстояние между электроном и его ядром может достигать нескольких сотен нанометров, что более чем в тысячу раз превышает радиус атома водорода. [ 2 ] В этих условиях расстояние между ядром и электроном возбужденных ридберговских атомов превышает среднее расстояние между атомами конденсата. В результате некоторые атомы лежат внутри орбиты электрона ридберговского атома.
Поскольку атомы не имеют электрического заряда, они оказывают лишь минимальное воздействие на электрон. Однако электрон слегка рассеивается на нейтральных атомах, даже не покидая своей орбиты, а слабая связь, которая образуется между ридберговским атомом и атомами внутри него, связывая их вместе, известна как ридберговский полярон. Возбуждение предсказали теоретики Гарвардского университета в 2016 году. [ 3 ] и подтверждено в 2018 году методом спектроскопии в эксперименте с использованием конденсата Бозе – Эйнштейна стронция. [ 4 ] ридберговского атома могло бы разместиться до 170 обычных атомов стронция Теоретически внутри новой орбитали , в зависимости от радиуса ридберговского атома и плотности бозе-эйнштейновского конденсата. [ 2 ] Теоретические работы по эксперименту выполнили теоретики Венского технологического университета и Гарвардского университета . [ 5 ] в то время как сам эксперимент и наблюдение проходили в Университете Райса в Хьюстоне, штат Техас.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Исследователи сообщают о создании ридберговских поляронов в бозе-газе» . Физика.орг .
- ^ Jump up to: а б «Физики просто наполнили атом атомами и создали совершенно новое состояние материи» . Научное предупреждение . 27 февраля 2018 г.
- ^ Шмидт, Ричард; Садегпур, HR; Демлер, Э. (2016). «Мезоскопическая ридберговская примесь в атомарном квантовом газе». Письма о физических отзывах . 116 (10): 105302. arXiv : 1510.09183 . Бибкод : 2016PhRvL.116j5302S . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.105302 . ПМИД 27015490 . S2CID 7304728 .
- ^ Камарго, Ф.; Шмидт, Р.; Уэлен, доктор медицинских наук; Дин, Р.; Вёль, Г.; Ёсида, С.; Бургдёрфер, Дж.; Даннинг, ФБ; Садегпур, HR; Демлер, Э.; Киллиан, TC (22 февраля 2018 г.). «Создание ридберговских поляронов в бозе-газе». Письма о физических отзывах . 120 (8): 083401. arXiv : 1706.03717 . Бибкод : 2018PhRvL.120h3401C . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.083401 . ПМИД 29543028 . S2CID 4036094 .
- ^ Шмидт, Р.; Уэлен, доктор медицинских наук; Дин, Р.; Камарго, Ф.; Вёль, Г.; Ёсида, С.; Бургдёрфер, Дж.; Даннинг, ФБ; Демлер, Э.; Садегпур, HR; Киллиан, TC (22 февраля 2018 г.). «Теория возбуждения ридберговских поляронов в атомарном квантовом газе». Физический обзор А. 97 (2): 022707. arXiv : 1709.01838 . Бибкод : 2018PhRvA..97b2707S . дои : 10.1103/PhysRevA.97.022707 . hdl : 1911/102426 . S2CID 4900310 .