To hold tester uafhængigt af hinanden Tomonaga – Luttinger -teorien

(Phys.org)-To teams af forskere, der arbejder uafhængigt af hinanden, har fundet måder at teste aspekter af Tomonaga-Luttinger-teorien, der beskriver interagerende kvantepartikler i 1-D-ensembler i en Tomonaga-Luttinger-væske (TLL). Det første hold, med medlemmer fra Kina, Tyskland og Australien demonstrerede TLL-adfærd med kolde atomer i et 1-D-array. Det andet hold, med medlemmer fra Australien, Tyskland og Rusland, testet TLL-forudsigelser ved hjælp af et 1-D-array af Josephson-kryds for at se på virkningen af ​​lidelse i TLL-fysik. Begge teams har offentliggjort detaljer om deres arbejde i Fysisk gennemgangsbreve .

At forstå, hvordan kvantepartikler opfører sig i 1-D-miljøer, er afgørende for at skabe de bedst mulige nanotråde eller kulnanorør. TLL-teorien giver en måde at se på de mange kropsinteraktioner, der forekommer i sådanne systemer. Desværre, meget få aspekter af teorien er blevet testet eksperimentelt på grund af vanskeligheden ved at oprette og manipulere et 1-D-system. Men på trods af forhindringerne fysikere fortsætter med at lede efter måder at bevise forskellige dele af teorien. I disse to nye bestræbelser, forskergrupperne har udtænkt to nye måder at teste aspekter af teorien på.

I begge bestræbelser, holdene søgte at skabe simuleringer, der kunne demonstrere principper for TLL -teori. De første forsøgte at gøre det ved at opsætte rubidium-87-atomer i et 1-D-array, fange dem med en laser og derefter få dem til at blive skubbet ud med pulser fra en anden laser. Derved skabtes en densitetsbølge, der forplantede sig udad fra fældens centrum. Den homogene karakter af atomets densitet i bølgen tilbød en analog af en TLL. Måling af tætheden og den hastighed, som lyden rejste i fælden, tillod forskerne at udarbejde TLL -parametre, der blev brugt til at repræsentere kvantesvingninger, der derefter kunne sammenlignes med TLL -teorien.

I den anden indsats, gruppen brugte superledende materiale til at bygge en linje med Josephson -kryds hvert 1 μm - Cooper -parene var repræsenteret af kvantepartiklerne. Opsætningen tillod at studere lidelsen, der opstod under partikelinteraktioner og sammenligne dem med forudsigelser, der er resultatet af TLL -teori.

Ved udformningen af ​​de to måder at teste aspekter af TLL -teori på, de to teams har givet en ramme for at komme videre i videnskaben, som nogle har foreslået, kan føre til eksotiske stater, der findes i 1-D-materialer.

© 2017 Phys.org