At producere turbulens i et Bose-Einstein-kondensat giver kaskade af bølgelignende excitationer

(Phys.org) - Et team af forskere ved University of Cambridge er lykkedes med at skabe turbulens i et Bose -Einstein -kondensat (BEC) og i processen, muligvis har åbnet døren til en ny forskningsvej. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , teamet beskriver, hvordan de opnåede denne bedrift og beviserne, de fandt for en kaskade. Brian Anderson fra University of Arizona tilbyder et nyheder og synspunkter, der beskriver teamets arbejde i det samme journalnummer og giver en kort oversigt over den karakteristiske fordeling af kinetisk energi i turbulente væsker.

Forskere har lært meget om arten af ​​turbulens i væsker i løbet af de sidste flere hundrede år, hvoraf nogle omgiver måden, hvorpå kinetisk energi fordeles mellem komponenter, der har forskellige momenta - som kan ses i handling, som Anderson bemærker, ved at røre fløde i en kop kaffe. Men indtil nu, ingen havde haft succes med at producere turbulens i en BEC, hvor en gas af bosoner afkøles til næsten absolut nul, hvilket får dem til at indtage den lavest mulige kvantetilstand, og derved give mulighed for at se kvantefænomener - Anderson kalder dem "mikroskopiske dråber af atomgasser."

I denne nye indsats, forskerne gennemførte eksperimenter designet til at opdage, hvad der kunne ske, hvis turbulens blev introduceret til en BEC, I dette tilfælde, et lavet af rubidiumatomer fanget i en laseroprettet virtuel boks-denne type opsætning gav ensartet tæthed af atomerne. Holdet anvendte derefter et tidsstyret magnetfelt, der tjente til at ryste skyen af ​​atomer, som tilføjede energi til systemet. De bestemte derefter momentumfordelingen. Ved små tidsintervaller, de fandt, at de fleste atomer i skyen var i en lav-momentum-tilstand-mere rystelser skubbede atomerne til en højere momentum-tilstand. Efter cirka to sekunder, forskerne fandt tegn på en kaskade af excitationer ved at slippe skyen og fange, hvad der skete med et 2-D kamera.

Metoden, der bruges af teamet til at forårsage turbulens i en BEC, vil sandsynligvis blive brugt som model for fremtidige eksperimenter, der involverer kvante -turbulens.