Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl
Institut for Fysik og Astronomi CCQ Pressenyhed Offentligheden / Pressen Forskning

Kvantegeometri stabiliserer Bose-Einstein kondensation i fladland

Ny artikel i Physical Review Letters af Georg M. Bruun and Aleksi Julku

Partikler i helt flade energibånd har ingen kinetisk energi og er derfor meget følsomme overfor vekselvirkninger og kvantekorrelationer. Aleksi Julku og Georg M. Bruun har nu sammen med en samarbejdspartner fra Finland i en artikel publiceret i Physical Review Letters vist, at et Bose-Einstein kondensat kan være stabilt i sådanne flade energibånd, hvis de har den rette kvantegeometri. Kvantegeometri beskriver afstande mellem tilstande i det fysiske Hilbertrum ligesom den almindelige geometri, vi lærte i skolen, beskriver afstande mellem klassiske objekter. I et Bose-Einstein kondensat samles partiklerne i den lavest mulige energitilstand, hvilket for flade bånd svarer til at forsøge at holde vand samlet på en plade – en tilsyneladende håbløs opgave. Det er tidligere blevet vist, at vekselvirkninger kan forårsage et lille energiminimum, men man var ikke sikker på, hvorvidt det er dybt nok til at stabilisere et kondensat mod kvantefluktuationer. Aleksis og Georgs forskning viser, at kondenstatet virkelig er stabilt, hvis afstanden til de omkringliggende kvantetilstande i Hilbertrummet er stor nok. Resultatet er vigtigt, fordi man nu kan studere stærkt korrelerede Bose-Einstein kondensater i flade bånd, hvilket kan resultere i helt nye effekter.

Artiklen kan læses her: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.170404