شرح خبر

نوسانهای بلوخ که برای اولین بار برای الکترون‌ها درون یک کریستال مشاهده شدند، اینبار در یک شبکه اپتیکی شامل اتم‌های فوق سرد مشاهده شده‌اند.

با اعمال یک میدان الکتریکی ثابت به یک کریستال، الکترون‌های آزاد درون آن حرکت رفت و برگشتی را شروع می‌کنند که به آن نوسان‌های بلاخ می‌گویند. با وجود اینکه این رفتار نزدیک به 90 سال قبل پیش بینی شده است، تشخیص نوسان‌های بلاخ در کریستال‌های ساده با چالش جدی روبرو بوده است. بنابراین فیزیک‌دانان به دنبال دیدن این پدیده در سایر سیستم‌ها، مانند چند لایه ای‌های نیمرسانا و شبکه‌های اپتیکی شامل اتم های فوق سرد بوده‌اند. اگر چه، مطالعه آنها بروی شبکه اپتیکی تنها قادر به تشخیص این نوسان‌ها از طریق اندازه گیری تکانه اتم‌ها بوده است. اکنون، این نوسان‌ها را به طور مستقیم در آزمایشی که بروی موقعیت اتم‌ها در شبکه اتمی انجام شده است مشاهده کرده‌اند.

Z. A. Geiger et al., Phys. Rev. Lett. 2018

نوسان‌های بلاخ زمانی رخ می‌دهند که ذرات متحرک درون یک پتانسیل متناوب تحت اثر یک نیروی ثابت هستند. در حالی که این نیرو ذرات را در یک جهت سوق می‌دهد، اثرات تداخلی بدلیل تفرق از پتانسیل، منجر به حرکت‌های نوسانی می‌شود. این رفتار اول بار برای الکترون‌ها درون یک کریستال پیش بینی شد، ولی نکته اینجاست که پراکندگی‌های پی در پی الکترون‌ها در کریستال مانع نوسان آنها می‌شود. در یک شبکه اپتیکی، پراکندگی کمینه است و نیرو و پتانسیل را می‌توان چنان تنظیم کرد تا نوسانها بیشینه شوند. David Weld از دانشگاه کالیفرنیا سانتاباربارا و همکارانش از این خاصیت تنظیم شوندگی استفاده کردند تا به مشاهده نوسان‌های بلاخ در فضای حقیقی برسند، همانطور که حضور نوسان‌ها قبلا در فضای تکانه گزارش شده بود. این تیم یک چگالیده بوز-اینشتین از اتم‌های لیتیم را در یک شبکه اپتیکی با تناوب 0.5 میکرون آماده سازی کردند. با تصویر برداری از موقعیت اتم‌ها در زمان‌های مختلف، آنها نوسان‌هایی با دامنه 100 میکرون را گزارش کردند که با پیش بینی‌های‌شان همخوانی داشت. از این داده‌ها، محققان ساختار نواری شبکه را بدست آوردند. در نهایت می‌توان به این نتیجه رسید که نوسان‌های بلاخ ابزار خوبی در بدست آوردن ساختار نواری ساختارهای پیچیده مانند فازهای توپولوژی ماده هستند.

منبع:: Atoms put on a Bloch Party



نویسنده خبر: امیرحسین طالبی
کد خبر :‌ 2542
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌



حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com

www.irandg.com