Фізикам вперше вдалося отримати дані про електронах, використовуючи фермионные атоми в оптичній решітці

Стаття вчених з’явилася в журналі Physical Review Letters, а її короткий виклад наводить Physical Review Focus. Досить давно вчені встановили, що атоми, поміщені в оптичну ґрати (перехрестя декількох лазерних променів, в яких утворюється потенційна яма для утримання часток), можуть служити моделями різних фізичних об’єктів. До останнього часу у вчених виходило моделювати і вивчати в таких решітках поведінка бозонів.

Ферміони (всі елементарні частинки діляться на бозони і ферміони), в свою чергу, також вдавалося змоделювати, але отримати якісь конкретні дані з такої моделі вчені ніяк не могли.

В рамках нової роботи фізики змоделювали електрони у кристалічній решітці (електрони належать до фермионам). Для цього вони використовували атоми калію, поміщені в оптичну ґрати, потенціал якої коливався з амплітудою 0,15 і певною частотою. У якийсь момент решітка відключалася, газу давали розширитися, і через 20 мілісекунд робили знімок.

Аналіз отриманої картинки дозволив прояснити так звану зонну структуру у відповідній решітці – ця структура впливає на електричні властивості кристалів.

Крім цього фізики пробували додавати до газу бозонные атоми рубідію, які представляли собою фонони – квазічастинки, які характеризують спільні коливання атомів у вершинах кристалічної решітки. В результаті їм вдалося визначити, що додавання рубідію призводить до зміщення заборонених зон в калієвому газі, що в точності передбачається теорією.

Самі вчені відзначають, що їх робота – це перший етап моделювання поведінки фермионов. Зокрема, вони сподіваються, що подальша робота в цьому напрямку допоможе у вивченні не тільки електричних, але і магнітних властивостей твердих тел.

Результати досліджень опубліковані в статті:

J. Heinze, S. Götze, J. S. Krauser, B. Hundt, N. Fläschner, D.-S. Lühmann, C. Becker, and K. Sengstock Multiband Spectroscopy of Ультрахолодних Fermions: Observation of Reduced Tunneling in Attractive Bose-Fermi Mixtures. – Phys. Rev. Lett. – 107. – 135303 (2011) [5 pages].

Джерело lenta.ru

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *