Bose-Einstein-condensaten (BEC's), gemaakt in ultrakoude bosonische atomen en gedegenereerde kwantumgassen, zijn een macroscopisch kwantumfenomeen en worden beschouwd als een enkel deeltje in de gemiddelde theorie. Door de BEC's of ultrakoude atomaire gassen op optische roosters voor te bereiden, kan het bestaan ​​van niet-lineaire materie-golf solitonen en hun dynamiek en simulatie in de fysica van de gecondenseerde materie worden onderzocht.

Voor het ultrakoude atomaire systeem onder de gemiddelde-veldbenadering en onder de veel-lichamen-interactie, zijn de materie-golf solitonen in hoge dimensies echter moeilijk stabiel te evolueren vanwege de kritische ineenstorting en superkritische ineenstorting.

In een studie gepubliceerd in Advanced Photonics Research , heeft een onderzoeksteam onder leiding van prof. Zeng Jianhua van het Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) theoretisch de kwestie onderzocht van het overwinnen van de superkritische ineenstorting voor driedimensionale materie-golf solitonen .

Naast optische roostertechnieken kunnen Feshbach-resonanties ook de botsingsinteractie tussen de atomen afstemmen, waardoor een niet-lineaire modulatiebenadering wordt geboden voor de studie van gelokaliseerde materiegolven en fysieke verschijnselen van veel lichamen.

De combinatie van lineair rooster en niet-lineair rooster heeft de kenmerken van ruimtelijke structuurresonantie en niet-resonantie, wat een flexibeler, diverser en gemakkelijk controleerbaar middel biedt voor de studie van materiegolflokalisatie en kwantumsimulatie.

Volgens de onderzoekers werden ze geïnspireerd door eerdere werken om de generatie en dynamische stabiliteit van verschillende soorten driedimensionale niet-lineaire materie-golf gelokaliseerde gap-modi in BEC's te onderzoeken door de driedimensionale optische roostertechnologie te combineren met periodieke niet-lineaire Feshbach-resonantietechnologie.

De onderzoekers ontdekten dat alle driedimensionale gelokaliseerde gap-modi extreem stabiel zijn, alleen in het middelste deel van het lineaire bandgap-spectrum, en extreem onstabiel aan de rand van het bandgap-spectrum, met rijke dynamische eigenschappen.

De onderzoeksresultaten onthullen het niet-lineaire mechanisme van driedimensionale gelokaliseerde bandgap-modi in een hoogdimensionale ruimte. + Verder verkennen

Gap solitonen breken eendimensionale coherente atomaire systemen