Ученые впервые заперли волну атомов

Фрагмент компьютерного моделирования процесса. Иллюстрация авторов исследования

Ученые впервые заперли волну атомов

Физики впервые добились сильной локализации волны материи на практике, известной также как андерсоновская локализация. Статья ученых появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводится на сайте Университета Иллинойса, где работают авторы работы.

Андерсоновская локализация - волновой феномен, не связанный с природой самих волн. Сами ученые приводят в пример музыканта, который играет на трубе в комнате, где расставлено множество звукоотражающих предметов. При правильном взаимном расположении музыканта и предметов не слишком громкие звуковые волны будут отражаться, преломляться и взаимоуничтожаться таким образом, что в комнате будет тишина - музыку будет слышно только внутри самой трубы.

В рамках нового исследования ученые моделировали распространение электронных волн в металле при помощи фермионных атомов - охлажденных атомов, которые служат моделью этих самых электронов. Волна материи распространялась внутри случайным образом "испорченного" оптического потенциала, создаваемого лазерным лучом. Видео этого процесса можно посмотреть здесь (красная волна более сильная, поэтому, в отличие от синей, не локализуется).

В результате ученым удалось получить локализованную волну материи. По словам ученых, подобного рода исследования должны помочь разобраться, например, с вопросом, как влияют примеси в кристалле не распространения волн в нем. Или, как распространяются ультразвуковые волны в время УЗИ.

В конце сентября 2011 года в журнале Physical Review Letters появилась статья, в которой ученые утверждали, что им впервые удалось получить конкретные результаты, касающиеся взаимодействия электронов с кристаллической решеткой. Роль электронов в работе выполняли атомы калия.