Ротон

Во теоретската физика, ротонот е елементарно возбудување, или квазичестичка, забележано во супертечниот хелиум-4 и Бозе-Ајнштајновите кондензати со двополарни заемнодејствија на долг дострел или вртежно-орбитално спојување. Дисперзионата врска на елементарните возбудувања во овој супертечност покажува линиско зголемување од почетокот, но покажува прво максимум, а потоа минимум во енергија како што се зголемува импулсот. Побудувањата со моменти во линискиот регион се наречени фонони; оние со моменти блиску до минимумот се нарекувани ротони. Побудувањата со моменти блиску до максимумот се нарекувани максони.

Поимот „како ротон“ е користен и за предвидените сопствени режими во 3Д метаматеријали со користење на спојување надвор од најблискиот сосед.^[1]^[2] Набљудувањето на таков „како ротон“ дисперзивен однос бил демонстриран во амбиентални услови и за брановите на акустичен притисок во метаматеријал заснован на канал на звучни фреквенции и за попречни еластични бранови во метаматеријал во микроразмер на ултразвучни фреквенции.^[3]

Модели

Првично, спектарот на ротонот бил феноменолошки воведен од Лав Ландау. Во моментов постојат различни модели кои се обидуваат да го објаснат ротонскиот спектар со различни степени на успех и фундаменталност.^[4]^[5] Условот за кој било модел од овој вид е тој да мора да го објасни не само обликот на самиот спектар, туку и другите поврзани набљудувачи, како што е брзината на звукот и факторот на структурата на супертечниот хелиум-4. Mикробрановата и Бреговата спектроскопија биле спроведени на хелиум за да се проучи спектарот на ротонот.^[6]

Бозе-Ајнштајнова кондензација

Бозе-Ајнштајновата кондензација на ротоните е исто така предложена и проучена.^[7] Нејзиното прво откривање е пријавено во 2018 година.^[8] Под посебни услови, ротонскиот минимум создава кристална цврста структура наречена суперцврста, како што е прикажано во опитите од 2019 година.^[9]^[10]^[11]

Поврзано

Наводи

↑ Wang, Ke; Chen, Yi; Kadic, Muamer; Wang, Changguo; Wegener, Martin (24 мај 2022). „Nonlocal interaction engineering of 2D roton-like dispersion relations in acoustic and mechanical metamaterials“. Communications Materials. 3 (1): 35. Bibcode:2022CoMat...3...35W. doi:10.1038/s43246-022-00257-z.
↑ Chen, Yi; Kadic, Muamer; Wegener, Martin (2 јуни 2021). „Roton-like acoustical dispersion relations in 3D metamaterials“. Nature Communications. 12 (1): 3278. Bibcode:2021NatCo..12.3278C. doi:10.1038/s41467-021-23574-2. PMC 8172548 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 34078904 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
↑ Iglesias Martínez, Julio Andrés; Groß, Michael Fidelis; Chen, Yi; Frenzel, Tobias; Laude, Vincent; Kadic, Muamer; Wegener, Martin (3 декември 2021). „Experimental observation of roton-like dispersion relations in metamaterials“. Science Advances (англиски). 7 (49): eabm2189. Bibcode:2021SciA....7.2189I. doi:10.1126/sciadv.abm2189. ISSN 2375-2548. PMC 8635434 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 34851658 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
↑ Bisset, R. N.; Blakie, P. B. (26 јуни 2013). „Fingerprinting Rotons in a Dipolar Condensate: Super-Poissonian Peak in the Atom-Number Fluctuations“. Phys. Rev. Lett. 110 (26): 265302. arXiv:1304.3605. Bibcode:2013PhRvL.110z5302B. doi:10.1103/PhysRevLett.110.265302. PMID 23848891.
↑ Blakie, P. B.; Baillie, D.; Bisset, R. N. (15 август 2012). „Roton spectroscopy in a harmonically trapped dipolar Bose–Einstein condensate“. Phys. Rev. A. 86 (2): 021604. arXiv:1206.2770. Bibcode:2012PhRvA..86b1604B. doi:10.1103/PhysRevA.86.021604.
↑ Rybalko, A.; Rubets, S.; Rudavskii, E.; Tikhiy, V.; Poluectov, Y.; Golovashchenko, R.; Derkach, V.; Tarapov, S.; Usatenko, O. (4 ноември 2009). „Microwave Spectroscopy of Condensed Helium at the Roton Frequency“. Journal of Low Temperature Physics. 158 (1–2): 244–249. Bibcode:2010JLTP..158..244R. doi:10.1007/s10909-009-0025-6.
↑ Glyde, Henry R. (декември 1993). „The role of the condensate in the existence of phonons and rotons“. Journal of Low Temperature Physics. 93 (5–6): 861–878. Bibcode:1993JLTP...93..861G. doi:10.1007/BF00692035.
↑ Chomaz, L. (2018). „Observation of roton mode population in a dipolar quantum gas“. Nature Physics. 14 (5): 442–446. arXiv:1705.06914. Bibcode:2018NatPh..14..442C. doi:10.1038/s41567-018-0054-7. PMC 5972007. PMID 29861780.
↑ Donner, Tobias (3 април 2019). „Dipolar Quantum Gases go Supersolid“. Physics. 12: 38. Bibcode:2019PhyOJ..12...38D. doi:10.1103/Physics.12.38.
↑ „Three teams independently show dipolar quantum gasses support state of supersolid properties“.
↑ Henkel, N.; Nath, R.; Pohl, T. (11 мај 2010). „Three-Dimensional Roton Excitations and Supersolid Formation in Rydberg-Excited Bose-Einstein Condensates“. Physical Review Letters. 104 (19): 195302. arXiv:1001.3250. Bibcode:2010PhRvL.104s5302H. doi:10.1103/PhysRevLett.104.195302. PMID 20866972.

Библиографија

Feynman, R. P. (1 April 1957). „Superfluidity and Superconductivity“. Reviews of Modern Physics. 29 (2): 205–212. Bibcode:1957RvMP...29..205F. doi:10.1103/RevModPhys.29.205. Архивирано од изворникот на 2023-06-29. Посетено на 2023-06-29.

[1] Wang, Ke; Chen, Yi; Kadic, Muamer; Wang, Changguo; Wegener, Martin (24 мај 2022). „Nonlocal interaction engineering of 2D roton-like dispersion relations in acoustic and mechanical metamaterials“. Communications Materials. 3 (1): 35. Bibcode:2022CoMat...3...35W. doi:10.1038/s43246-022-00257-z.

[2] Chen, Yi; Kadic, Muamer; Wegener, Martin (2 јуни 2021). „Roton-like acoustical dispersion relations in 3D metamaterials“. Nature Communications. 12 (1): 3278. Bibcode:2021NatCo..12.3278C. doi:10.1038/s41467-021-23574-2. PMC 8172548 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 34078904 Проверете ја вредноста |pmid= (help).

[3] Iglesias Martínez, Julio Andrés; Groß, Michael Fidelis; Chen, Yi; Frenzel, Tobias; Laude, Vincent; Kadic, Muamer; Wegener, Martin (3 декември 2021). „Experimental observation of roton-like dispersion relations in metamaterials“. Science Advances (англиски). 7 (49): eabm2189. Bibcode:2021SciA....7.2189I. doi:10.1126/sciadv.abm2189. ISSN 2375-2548. PMC 8635434 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 34851658 Проверете ја вредноста |pmid= (help).

[4] Bisset, R. N.; Blakie, P. B. (26 јуни 2013). „Fingerprinting Rotons in a Dipolar Condensate: Super-Poissonian Peak in the Atom-Number Fluctuations“. Phys. Rev. Lett. 110 (26): 265302. arXiv:1304.3605. Bibcode:2013PhRvL.110z5302B. doi:10.1103/PhysRevLett.110.265302. PMID 23848891.

[5] Blakie, P. B.; Baillie, D.; Bisset, R. N. (15 август 2012). „Roton spectroscopy in a harmonically trapped dipolar Bose–Einstein condensate“. Phys. Rev. A. 86 (2): 021604. arXiv:1206.2770. Bibcode:2012PhRvA..86b1604B. doi:10.1103/PhysRevA.86.021604.

[6] Rybalko, A.; Rubets, S.; Rudavskii, E.; Tikhiy, V.; Poluectov, Y.; Golovashchenko, R.; Derkach, V.; Tarapov, S.; Usatenko, O. (4 ноември 2009). „Microwave Spectroscopy of Condensed Helium at the Roton Frequency“. Journal of Low Temperature Physics. 158 (1–2): 244–249. Bibcode:2010JLTP..158..244R. doi:10.1007/s10909-009-0025-6.

[7] Glyde, Henry R. (декември 1993). „The role of the condensate in the existence of phonons and rotons“. Journal of Low Temperature Physics. 93 (5–6): 861–878. Bibcode:1993JLTP...93..861G. doi:10.1007/BF00692035.

[8] Chomaz, L. (2018). „Observation of roton mode population in a dipolar quantum gas“. Nature Physics. 14 (5): 442–446. arXiv:1705.06914. Bibcode:2018NatPh..14..442C. doi:10.1038/s41567-018-0054-7. PMC 5972007. PMID 29861780.

[9] Donner, Tobias (3 април 2019). „Dipolar Quantum Gases go Supersolid“. Physics. 12: 38. Bibcode:2019PhyOJ..12...38D. doi:10.1103/Physics.12.38.

[10] „Three teams independently show dipolar quantum gasses support state of supersolid properties“.

[11] Henkel, N.; Nath, R.; Pohl, T. (11 мај 2010). „Three-Dimensional Roton Excitations and Supersolid Formation in Rydberg-Excited Bose-Einstein Condensates“. Physical Review Letters. 104 (19): 195302. arXiv:1001.3250. Bibcode:2010PhRvL.104s5302H. doi:10.1103/PhysRevLett.104.195302. PMID 20866972.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]