В квантовом мире время теоретически податливо и обратимо. И именно с помощью этой динамики обращения времени ученые пытались управлять квантовыми системами. Однако применение такого явления обращения времени становится затруднительным в более сложных квантовых системах с конденсированным веществом, т.е. квантовые системы с бесконечными степенями свободы. Это связано с тем, что квантовая когерентность быстро теряется при взаимодействии с окружающей средой.
Ацуси Оно, доцент кафедры физики Университет Тохоку, является руководителем исследовательской группы, обнаружившей новое явление эха, связанное со структурой энергетических зон в кристаллических твердых телах. После того, как команда начала теоретизировать сверхбыструю динамику оптически генерируемых квазичастиц в кристаллических твердых телах, были обнаружены так называемые «эхо энергетического диапазона».
Согласно численному моделированию группы и аналитическим формулам, когерентный импульс электрического поля приводит в движение квазичастицы, а процесс фотовозбуждения приводит к эхо-сигналам, когда квазичастицы рекомбинируют. Эти эхо-импульсы содержат данные о законах дисперсии квазичастиц.
Более того, ученые наблюдали эхо-сигналы энергетических диапазонов даже в сильно коррелированных системах, где свободные электроны четко не определены. квазичастицы из-за многочастичных взаимодействий.
Оно сказал, «Наше открытие предлагает другую перспективу сверхбыстрой динамики, управляемой и контролируемой световой волной. Эхо-сигналы в диапазоне энергий можно использовать для спектроскопии с полным оптическим импульсным разрешением квазичастиц как в кристаллических твердых телах, так и в холодных атомах в оптических решетках, даже при наличии сильных многочастичных корреляций».
Ссылка на журнал:
- Шохей Имаи, Ацуши Оно и Сумио Исихара. Эхо-сигналы в энергетическом диапазоне: обращенное во времени излучение света от оптически управляемых волновых пакетов квазичастиц. физ. Преподобное исследование 4, 043155. DOI: 10.1103/PhysRevResearch.4.043155
