Profil, den första Brillouin-zonen, och materiavågsbandgapspektrum av ett enkelt 3D-kubiskt optiskt gitter. a) Det kubiska gittrets isoyta, motsvarande första Brillouin-zon, b) och bandgapspektra i reciprokt gitterutrymme med gitterstyrka c) 𝑉0 =3 och d) 𝑉0 =6. Kredit:Advanced Photonics Research (2022). DOI:10.1002/adpr.202100288
Bose-Einstein-kondensat (BECs), skapade i ultrakalla bosoniska atomer och degenererade kvantgaser, är ett makroskopiskt kvantfenomen och betraktas som en enda partikel i medelfilsteori. Genom att förbereda BEC:erna eller ultrakalla atomgaser på optiska gitter kan förekomsten av olinjära materiavågssolitoner och deras dynamik och simulering i fysik av kondenserad materia undersökas.
Men för det ultrakalla atomsystemet under medelfältsapproximationen och under interaktionen med många kroppar är materia-vågssolitonerna i höga dimensioner svåra att utveckla stabilt på grund av den kritiska kollapsen och superkritiska kollapsen.
I en studie publicerad i Advanced Photonics Research , undersökte ett forskarlag under ledning av prof. Zeng Jianhua från Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) teoretiskt frågan om att övervinna den superkritiska kollapsen för tredimensionella materiavågssolitoner .
Förutom optiska gittertekniker kan Feshbach-resonanser också ställa in kollisionsinteraktionen mellan atomerna, och därigenom tillhandahålla en olinjär moduleringsmetod för studiet av lokaliserade materiavågor och fysiska fenomen i många kroppar.
Kombinationen av linjärt gitter och icke-linjärt gitter har egenskaperna för rumslig strukturresonans och icke-resonans, vilket ger ett mer flexibelt, mångsidigt och lättkontrollerat sätt för studiet av materiavåglokalisering och kvantsimulering.
Enligt forskarna inspirerades de av tidigare arbeten för att undersöka genereringen och den dynamiska stabiliteten av olika typer av tredimensionella ickelinjära materia-vågslokaliserade gaplägen i BEC:er genom att kombinera den tredimensionella optiska gittertekniken med periodisk olinjär Feshbach-resonansteknologi.
Forskarna fann att alla tredimensionella lokaliserade gap-lägen är extremt stabila endast i mitten av det linjära bandgap-spektrumet och är extremt instabila vid kanten av bandgap-spektrumet och uppvisar rika dynamiska egenskaper.
Forskningsresultaten avslöjar den olinjära mekanismen för tredimensionella lokaliserade bandgap-lägen i högdimensionellt rymd. + Utforska vidare
