Perfil, la primera zona de Brillouin y espectro de banda prohibida de onda de materia de una red óptica cúbica simple 3D. a) Isosuperficie de la red cúbica, la primera zona de Brillouin correspondiente, b) y espectros de banda prohibida en el espacio de red recíproca con fuerza de red c) 𝑉0 =3 y d) 𝑉0 =6. Crédito:Investigación avanzada en fotónica (2022). DOI:10.1002/adpr.202100288
Los condensados de Bose-Einstein (BEC), creados en átomos bosónicos ultrafríos y gases cuánticos degenerados, son un fenómeno cuántico macroscópico y se consideran como una sola partícula en la teoría del archivo medio. Al preparar BEC o gases atómicos ultrafríos en redes ópticas, se puede investigar la existencia de solitones de ondas de materia no lineales y su dinámica y simulación en física de materia condensada.
Sin embargo, para el sistema atómico ultrafrío bajo la aproximación de campo medio y bajo la interacción de muchos cuerpos, los solitones de ondas de materia en dimensiones altas son difíciles de evolucionar de manera estable debido al colapso crítico y al colapso supercrítico.
En un estudio publicado en Advanced Photonics Research , un equipo de investigación dirigido por el profesor Zeng Jianhua del Instituto de Óptica y Mecánica de Precisión de Xi'an (XIOPM) de la Academia de Ciencias de China (CAS) exploró teóricamente la cuestión de superar el colapso supercrítico de los solitones tridimensionales de ondas de materia. .
Además de las técnicas de red óptica, las resonancias de Feshbach también pueden ajustar la interacción de colisión entre los átomos, lo que proporciona un enfoque de modulación no lineal para el estudio de ondas de materia localizadas y fenómenos físicos de muchos cuerpos.
La combinación de celosía lineal y celosía no lineal tiene las características de resonancia y no resonancia de la estructura espacial, lo que proporciona un medio más flexible, diverso y fácilmente controlable para el estudio de la localización de ondas de materia y la simulación cuántica.
Según los investigadores, se inspiraron en trabajos anteriores para investigar la generación y la estabilidad dinámica de varios tipos de modos de brecha localizados de ondas de materia tridimensionales no lineales en BEC mediante la combinación de la tecnología de red óptica tridimensional con la tecnología de resonancia periódica no lineal de Feshbach.
Los investigadores encontraron que todos los modos de brecha localizados tridimensionales son extremadamente estables solo en la parte media del espectro de banda prohibida lineal, y son extremadamente inestables en el borde del espectro de banda prohibida, exhibiendo ricas propiedades dinámicas.
Los resultados de la investigación revelan el mecanismo no lineal de los modos de banda prohibida tridimensionales localizados en un espacio de alta dimensión. Los solitones gap rompen los sistemas atómicos coherentes unidimensionales
