Фізики описали дробове море Фермі — ScienceDaily
Фізики розробили теоретичну основу для нового квантового стану — дробового моря Фермі. У теоретичних розрахунках ультрахолодні атоми цезію в ньому можна перевести у високоенергетичну, але впорядковану конфігурацію. Дослідження провела група Ганнса-Крістофа Негерля у співпраці з фізиком-теоретиком Альвізе Бастіанелло з CNRS та Університету Париж-Дофін, повідомляє ScienceDaily.
Цикл між притяганням і відштовхуванням
Роботу опублікували в журналі Physical Review Letters. У розрахунках дослідники розглядали ультрахолодні атоми цезію в одновимірній системі, де їхній рух обмежений одним напрямком. Вони моделювали циклічну зміну взаємодії між атомами — від сильного відштовхування до сильного притягання.
Розрахунки показали, що систему можна перевести з основного, тобто найнижчого за енергією, стану у сильно збуджений стан без втрати внутрішньої впорядкованості. Автори назвали цю конфігурацію дробовим морем Фермі, оскільки її частинки, за їхнім описом, підпорядковуються зміненому правилу заповнення квантових станів.
Більше актуальних новин читайте у Telegram-каналі UA.News.
Прихований порядок у збудженому стані
Для нового стану характерні виражені осциляції Фріделя — хвилеподібні зміни, пов’язані з взаємним впливом квантових частинок. Також розрахунки вказали на незвичні закономірності послаблення кореляцій між частинками зі збільшенням відстані навіть за порівняно слабкої відштовхувальної взаємодії.
Ці ознаки відрізняються від передбачень теорії рідини Томонаги—Латтінджера, яку традиційно застосовують для опису взаємодіючих квантових частинок в одновимірних системах. Ганнс-Крістоф Негерль зазначив, що стан є сильно збудженим, але не випадковим: його прихований порядок проявляється через кореляції.
Дослідники також порушили питання про природу незвичних колективних збуджень у системі. Негерль припустив, що такі квазічастинки в майбутньому можуть отримати назву «суперферміони». Нинішня публікація формує теоретичну базу для дробових морів Фермі, а пов’язане дослідження їхньої експериментальної реалізації за допомогою квантового моделювання перебуває на рецензуванні.
