Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 23 °C
Az Bulutlu

Süper Akışkanların Eşsiz Özelliklerini Ortaya Çıkarmak İçin Ses Dalgaları ile Ultra Soğuk Kuantum Gazlarını Araştırma

03.05.2020
125
Süper Akışkanların Eşsiz Özelliklerini Ortaya Çıkarmak İçin Ses Dalgaları ile Ultra Soğuk Kuantum Gazlarını Araştırma

Ses dalgaları, bazı süperiletkenleri ve nükleer maddenin formlarını tanımlamak için bir model sistem olan ultra soğuk kuantum gazının benzersiz özelliklerini ortaya çıkarır. Yeni bir Avustralya çalışması, enerjinin bir kuantum gazında ses dalgaları olarak yayılmasını inceleyerek, ilk kez ses dalgasının doğasında sıcaklığın bir fonksiyonu olarak güçlü değişimleri ortaya koymaktadır.

Düşük enerjilerde, bu enerji, fononlar olarak bilinen yarı parçacıklar kullanılarak nicel olarak – esasen ses dalgaları olarak – hareket eden birçok parçacığın kolektif hareketi ile seyahat eder.

Aşırı akışkan geçiş sıcaklığının Tc altında, üniter bir Fermi gazındaki bu ses dalgaları çarpışma olmadan yayılabilir ve aşırı akış düzeni parametresinin (dalga fonksiyonu) fazındaki dalgalanmalar tarafından yönlendirilir – bu mod Bogoliubov-Anderson (BA) olarak bilinir fonon.

Tc’nin üstünde, ses dalgaları daha güçlü bir şekilde sönümlenir ve çarpışmalar baskın bir rol oynar.

Üniter Fermi gazındaki sesin sıcaklığa bağlılığı ve fononsların tarihsel olarak tanımlanan ilk süper akışkanlardan biri olan sıvı helyumdaki davranışında güçlü benzerlikler tespit edilmiştir.

Bu çalışma, güçlü korelasyonlu fermiyonların dinamik teorileri için nicel ölçütler sunmaktadır.

Süper Akışkanların Eşsiz Özelliklerini Ortaya Çıkarmak İçin Ses Dalgaları ile Ultra Soğuk Kuantum Gazlarını Araştırma 1
Üniter Fermi gazı için uyarma spektrumları (üstte) deneysel veriler ve (b) teoriyi gösterir. Kredi bilgileri: FLEET

Çalışma Hakkında Daha Fazla Bilgi

Prof Chris Vale’nin Swinburne’daki laboratuvarında oluşturulan ve incelenen ultra soğuk atom gazları, atomlar arasındaki etkileşimlerin çok hassas bir şekilde ayarlanmasını sağlar.

“Temas potansiyeli olan kuantum mekaniğinin izin verdiği en güçlü etkileşimleri sergileyen birimsel bir Fermi gazı gerçekleştirerek oldukça seyreltik bir Li 6 atomu gazı soğutduk ve hapsettik,” diye açıklıyor Prof Vale.

Üniter bir gazda, elastik çarpışmalar rezonant hale gelir ve gazın termodinamik özellikleri sıcaklık ve yoğunluğun evrensel işlevleri haline gelir. Üniter Fermi gazları, etkileşen fermantasyon teorilerinin hassas testine izin verir.

Profesör Chris Vale, FLEET'in Swinburne Teknoloji Üniversitesi'nde ultra soğuk atomik gaz çalışmalarına liderlik ediyor. Kredi bilgileri: FLEET

Profesör Chris Vale, FLEET’in Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nde ultra soğuk atomik gaz çalışmalarına liderlik ediyor. Kredi bilgileri: FLEET

Ekip daha sonra, iki-fotonlu Bragg spektroskopisini kullanarak aşırı akışkan faz geçişi Tc’nin üstündeki ve altındaki gazdaki uyarımları inceledi.

Çalışma uyarısı Dr Carlos Kuhn, “Uyarıcı spektrumları, aşırı akışkan kritik sıcaklığın Tc’nin üstünde ve altında, Fermi momentumunun yaklaşık yarısında momentumda ölçtük” diye açıklıyor.

Gaz içinde kesişen iki odaklanmış lazer darbesi (yaklaşık 1.2 milisaniye) lityum atomları için periyodik bir bozulma yaratır.

İkiz lazer darbesinden hemen sonra, sınırlanan optik tuzak kapatılır ve atomların momentumu 4 milisaniye genişlemeden sonra ölçülür ve lazer frekansının bir fonksiyonu olarak eşlenebilir.

Bragg ışınlarının sonlu süresi ve boyutu, deneylerde kullanılan tipik Fermi enerjilerinin (EF 11 kHz) çok altında olan yaklaşık 1:25 kHz FWHM’lik Fourier sınırlı spektral bir çözünürlüğe yol açar.


Referans: “Üniter Fermi Gazında Yüksek Frekanslı Ses” C. C. N. N. Kuhn, S. Hoinka, I. Herrera, P. Dyke, J.J. Kinnunen, G. M. Bruun ve C.J. Vale, 13 Nisan 2020, Fiziksel İnceleme Mektupları.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.