Landau’s effektive vekselvirkning i et Bose-Einstein kondensat

Ny artikel i Phys. Rev. X af A. Camacho-Guardian og G. M. Bruun

30.08.2018 | Ole J. Knudsen

Landaus ide om et kvante-flerlegemeproblem beskrevet som vekselvirkende kompositpartikler

Et grundlæggende problem i fysikken er at forstå kvantesystemer, der består af mange vekselvirkende partikler. De grundlæggende kvantemekaniske ligninger er så komplekse, at det i praksis er umuligt at beskrive sådanne systemer uden at lave approksimationer.

Heldigvis findes der en relativt simpel men præcis teori, som kan hjælpe os: Landaus kvasi-partikelteori. Denne teori beskriver komplicerede kvantesystemer i termer af partikellignende objekter kaldet kvasipartikler, som vekselvirker med hinanden. Landaus teori er et højdepunkt i teoretisk fysik, og den bruges overalt til at beskrive systemer så forskellige som kvantevæsker, metaller, halvledere, superledere og elementarpartikler.

Desværre kan man ikke udforske Landaus teori særligt præcist med konventionelle systemer. Som en løsning på det problem viser A. Camacho-Guardian og G. M. Bruun i en artikel netop publiceret i https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.8.031042Physical Review X, at vi kan bruge atomare Bose-Einstein kondensater til systematisk at undersøge Landaus kvasipartikelteori og specielt den effektive vekselvirkning mellem kvasipartikler, i hidtil usete eksotiske regimer.

Forfatterne bruger kvantefeltteori til at vise, hvorledes overaskende fænomener, der skyldes stærke vekselvirkninger, kan observeres i med velkendte eksperimentelle teknikker. Deres resultater er et vigtigt bidrag til, hvordan vi kan bruge atomare Bose-Einstein kondensater som skræddersyede kvantesimulatorer til at løse fundamentale problemer i fysikken.

Institut for Fysik og Astronomi, Offentligheden / Pressen, Medarbejdere, Studerende