(Phys.org)-Två forskargrupper som arbetar oberoende av varandra har hittat sätt att testa aspekter av Tomonaga – Luttinger-teorin som beskriver interagerande kvantpartiklar i 1-D-ensembler i en Tomonaga – Luttinger-vätska (TLL). Första laget, med medlemmar från Kina, Tyskland och Australien visade TLL-beteende med kalla atomer i en 1-D-uppsättning. Det andra laget, med medlemmar från Australien, Tyskland och Ryssland, testade TLL-förutsägelser med hjälp av en 1-D-uppsättning Josephson-korsningar för att titta på påverkan av störning i TLL-fysik. Båda lagen har publicerat detaljer om sitt arbete i Fysiska granskningsbrev .

Att förstå hur kvantpartiklar beter sig i 1-D-miljöer är avgörande för att skapa bästa möjliga nanotrådar eller kolnanorör. TLL-teorin erbjuder ett sätt att titta på de många kroppsinteraktioner som uppstår i sådana system. Tyvärr, mycket få aspekter av teorin har testats experimentellt på grund av svårigheten att skapa och manipulera ett 1-D-system. Men trots hindren, fysiker fortsätter att leta efter sätt att bevisa olika delar av teorin. I dessa två nya insatser, forskargrupperna har tagit fram två nya sätt att testa aspekter av teorin.

I båda ansträngningarna, teamen försökte skapa simuleringar som kunde visa principer för TLL -teori. Den första försökte göra det genom att sätta upp rubidium-87-atomer i en 1-D-matris, fånga dem med en laser och sedan få dem att matas ut med pulser från en annan laser. Genom att göra det skapades en densitetsvåg som förökade sig utåt från fällans mitt. Den homogena naturen hos vågens atomtäthet erbjöd en analog av en TLL. Att mäta densiteten och hastigheten som ljudet färdades i fällan tillät forskarna att räkna ut TLL -parametrar som används för att representera kvantfluktuationer som sedan kan jämföras med TLL -teorin.

I den andra insatsen, gruppen använde supraledande material för att bygga en linje med Josephson -korsningar var 1 μm - Cooper -paren representerades av kvantpartiklarna. Upplägget gjorde det möjligt att studera störningen som inträffade under partikelinteraktioner och jämföra dem med förutsägelser som har resulterat från TLL -teorin.

Vid utformningen av de två sätten att testa aspekter av TLL -teorin, de två teamen har tillhandahållit ett ramverk för att gå vidare inom vetenskapen som vissa har föreslagit skulle kunna leda till exotiska tillstånd som existerar i 1-D-material.

© 2017 Phys.org