ஒவ்வொரு நிகழ்வையும் முப்பரிமாண குவாண்டம் வாயுவில் இரண்டு முறை கேட்டல்

நீங்கள் ஒரு குவாண்டம் திரவத்தில் மூழ்கியிருந்தால், ஒவ்வொரு நிகழ்வையும் நீங்கள் இரட்டிப்பாகக் கேட்பீர்கள், ஏனென்றால் அவை வெவ்வேறு வேகத்தில் இரண்டு வெவ்வேறு ஒலி அலைகளை ஆதரிக்கின்றன.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் ஆய்வில் இந்த குறிப்பிடத்தக்க பண்பை முதன்முறையாக முப்பரிமாண குவாண்டம் வாயுவில் இரு பரிமாணத்திற்கு பதிலாக கண்டுபிடித்துள்ளனர். ஒரு அல்ட்ராஹை வெற்றிட அறையில் லேசர் கற்றைகளால் சிக்கிய பொட்டாசியம் (K) அணுக்களின் வாயுவை முழுமையான பூஜ்ஜிய வெப்பநிலையை விட மில்லியனில் ஒரு டிகிரிக்கு கீழே குளிர்விப்பதன் மூலம் அவர்கள் இந்த முடிவை அடைந்தனர், இது ஓரளவு போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் மின்தேக்கியை உருவாக்குகிறது. அவை பொதுவாக பலவீனமாக தொடர்பு கொள்கின்றன, ஆனால் அவை வாயு ஹைட்ரோ காந்தமாக மாறும் வகையில் தொடர்புகளை அதிகப்படுத்துகின்றன. அவை வெவ்வேறு அதிர்வெண்களில் நிற்கும் அலைகளை உற்சாகப்படுத்துகின்றன மற்றும் முதல் மற்றும் இரண்டாவது ஒலி என்று அழைக்கப்படும் இரண்டு அதிர்வுகளைக் கவனிக்கின்றன.

மீத்திரவ ஹீலியம் போன்ற குவாண்டம் திரவங்களில் இந்த விளைவு நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. ஆனால் அவற்றின் போஸ் வாயுவின் அமுக்கத்தன்மை காற்றைப் போலவே பெரியதாக உள்ளது, எனவே அது இன்னும் வாயுவாகவே உள்ளது, திரவமாக இல்லை. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், 1940-களில் சூப்பர் ஃப்ளூயிட் ஹீலியத்திற்காக உருவாக்கப்பட்ட லாண்டாவின் பிரபலமான இரண்டு-திரவ மாதிரி, அவற்றின் மீத்திரவ வாயுவை இன்னும் நன்றாக விவரிக்கிறது. அவற்றின் அமைப்பில், இரண்டு திரவங்களும் முக்கியமாக முறையே வாயுவின் அமுக்கப்பட்ட மற்றும் அமுக்கப்பட்ட பகுதிகளைக் கொண்டிருக்கும். அவை இரண்டு பகுதிகளின் ஒப்பீட்டு இயக்கத்தை சோதனை முறையில் தீர்க்கின்றன. அவை கிளாசிக்கல் முதல் ஒலியில் ஒன்றாக ஊசலாடுகின்றன, ஆனால் இரண்டாவது ஒலியில் ஒன்றுக்கொன்று எதிரே நகரும். அவற்றின் வாயுவின் நுண்ணிய கோட்பாட்டு விளக்கம் ஒரு திரவத்திற்கானதை விட மிகவும் எளிமையானது, இது குவாண்டம் ஹைட்ரோடைனமிக்ஸ் பற்றிய புரிதலில் புதிய நுண்ணறிவுகளை உறுதியளிக்கிறது.

ஆய்வுக் கட்டுரை இயற்பியல் ஆய்வுக் கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

References:

• Chomaz, L., Ferrier-Barbut, I., Ferlaino, F., Laburthe-Tolra, B., Lev, B. L., & Pfau, T. (2022). Dipolar physics: A review of experiments with magnetic quantum gases. arXiv preprint arXiv:2201.02672.
• Serafini, S., Galantucci, L., Iseni, E., Bienaimé, T., Bisset, R. N., Barenghi, C. F., & Ferrari, G. (2017). Vortex reconnections and rebounds in trapped atomic Bose-Einstein condensates. Physical Review X, 7(2), 021031.
• Maiti, S., Zyuzin, V., & Maslov, D. L. (2015). Collective modes in two-and three-dimensional electron systems with Rashba spin-orbit coupling. Physical Review B, 91(3), 035106.