Rotón
En física teòrica, un rotón és una excitació elemental, o cuasipartícula, observada en heli-4 superfluit i condensados de Bose-Einstein en interaccions dipolares de llarc alcanç o acoplament espin-òrbita. La relació de dispersió de les excitació elementals en este superfluit mostra un aument llineal des de l'orige, pero exhibix primer un màxim i després un mínim en energia a mida que aumenta el moment. Les excitació en moments en la regió llineal es denominen fonones; les que tenen moments propencs al mínim es denominen rotones. Les excitació en moments propencs al màxim es denominen maxóns.
El terme "roton-like" també s'utilisa per als valors propis predits en metamateriales 3D que utilisen l'acoplament més allà del veí més pròxim.[1][2] L'observació de dita relació de dispersió "roton-like" es va demostrar en condicions ambientals tant per a ones de pressió acústica en un metamaterial basat en canals a freqüències audibles com per a ones elàstiques transversal en un metamaterial a microescala a freqüències d'ultrasons.[3]
Models
[editar | editar còdic]Originalment, l'espectre rotón va ser introduït fenomenológicamente per Lev Landau en 1947.[4] Actualment existixen models que intenten explicar l'espectre de rotón en diversos graus d'èxit i fundamentación.[5][6] El requisit per a qualsevol model d'este tipo és que deu explicar no només la forma de l'espectre en sí, sino també uns atres observables relacionats, com la velocitat del sò i el factor d'estructura del heli-4 superfluit. S'han realisat espectroscòpies de microones i de Bragg en heli per a estudiar l'espectre del rotón.[7]
Condensació de Bose-Einstein
[editar | editar còdic]També s'ha propost i estudiat la condensació de Bose-Einstein de rotones.[8] La seua primera detecció s'ha notificat en 2018.[9] En condicions específiques, el mínim de rotón dona lloc a una estructura similar al sòlit cristalí denominada supersólido, com s'ha demostrat en experiments realisats a partir de 2019.[10][11][12]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ “Nonlocal interaction engineering of 2D roton-like dispersion relations in acoustic and mechanical metamaterials” . Communications Materials 3 (1). doi:. Bibcode: 2022CoMat...3...35W.
- ↑ “Roton-like acoustical dispersion relations in 3D metamaterials” (2 de juny 2021). Nature Communications 12 (1): 3278. doi:. PMID 34078904. Bibcode: 2021NatCo..12.3278C.
- ↑ “Experimental observation of roton-like dispersion relations in metamaterials” (en) (3 de decembre 2021). Science Advances 7 (49): eabm2189. doi:. ISSN 2375-2548. PMID 34851658. Bibcode: 2021SciA....7.2189I.
- ↑ Landau, L. D. (1947). On the theory of superfluidity of helium II. Physics-Uspekhi, 11(1), 91.
- ↑ “Fingerprinting Rotons in a Dipolar Condensate: Super-Poissonian Peak in the Atom-Number Fluctuations” . Phys. Rev. Lett. 110 (26). doi:. PMID 23848891. Bibcode: 2013PhRvL.110z5302B.
- ↑ “Roton spectroscopy in a harmonically trapped dipolar Bose–Einstein condensate” . Phys. Rev. A 86 (2): 021604. doi:. Bibcode: 2012PhRvA..86b1604B.
- ↑ “Microwave Spectroscopy of Condensed Helium at the Roton Frequency” . Journal of Low Temperature Physics 158 (1–2): 244–249. doi:. Bibcode: 2010JLTP..158..244R.
- ↑ “The role of the condensate in the existence of phonons and rotons” . Journal of Low Temperature Physics 93 (5–6): 861–878. doi:. Bibcode: 1993JLTP...93..861G.
- ↑ “Observation of roton mode population in a dipolar quàntum gas” . Nature Physics 14 (5): 442–446. doi:. PMID 29861780. Bibcode: 2018NatPh..14..442C.
- ↑ “Dipolar Quàntum Gasos go Supersolid” . Physics 12: 38. doi:. Bibcode: 2019PhyOJ..12...38D.
- ↑ «Three teams independently show dipolar quàntum gasses support state of supersolid properties».
- ↑ “Three-Dimensional Roton Excitations and Supersolid Formation in Rydberg-Excited Bose-Einstein Condensates” . Physical Review Letters 104 (19): 195302. doi:. PMID 20866972. Bibcode: 2010PhRvL.104s5302H.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Rotón» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.