Når et fremmedlegeme i form af et anderledes atom kommer ind i et kondensat polariserer den kondensats atomer så der opstår en ny slags ’kvasi-partikel’ som hedder en polaron. Det har længe været studeret hvorledes to sådanne polaroner opfører sig når de kommer i kontakt med hinanden. I en ny artikel af Amin Dehkharghani, Artem Volosniev og Nikolaj Thomas Zinner publiceret i august 2018 i Physical Review Letters, viser forfatterne hvorledes sådanne bi-polaroner opfører sig hvis man klemmer på kondensatet så det tager form som en endimensionel cigar.

Illustration fra artiklen.

Ved at udvikle en helt ny variational metode til at angribe flere polaroner i en dimension viser studiet hvorledes vekselvirkningen mellem polaroner i lav dimension er helt anderledes end hvis de var fanget i et pandekage eller sfærisk kondensat af atomer. Teorien virker både for svage og stærke vekselvirkninger, og endnu vigtigere så kan det ydre potential der holder kondensatet på plads tages med i beskrivelsen. Dette betyder at man nu for første gang kan udregne den effektive vekselvirkning mellem to polaroner. Her viser studiet at man ikke kan fange fysikken i en dimension ved hjælp af den såkaldte Yukawa teori som antager at vekselvirkningen sker via lydbølger. Ydermere viser studiet at hvis de to fremmede atomer i kondensatet er bosoner så får man en bunden tilstand (bi-polaronen), mens man med to fermioner ikke får binding.