Profil, la première zone de Brillouin et spectre de bande interdite d'onde de matière d'un réseau optique cubique simple 3D. a) Isosurface du réseau cubique, la première zone de Brillouin correspondante, b) et spectres de bande interdite dans l'espace de réseau réciproque avec une force de réseau c) 𝑉0 =3 et d) 𝑉0 =6. Crédit :Recherche avancée en photonique (2022). DOI :10.1002/adpr.202100288
Les condensats de Bose-Einstein (BEC), créés dans des atomes bosoniques ultrafroids et des gaz quantiques dégénérés, sont un phénomène quantique macroscopique et sont considérés comme une particule unique dans la théorie du champ moyen. En préparant les BEC ou les gaz atomiques ultrafroids sur des réseaux optiques, l'existence de solitons d'ondes de matière non linéaires, leur dynamique et leur simulation en physique de la matière condensée peuvent être étudiées.
Cependant, pour le système atomique ultrafroid sous l'approximation du champ moyen et sous l'interaction à plusieurs corps, les solitons d'onde de matière dans les hautes dimensions sont difficiles à évoluer de manière stable en raison de l'effondrement critique et de l'effondrement supercritique.
Dans une étude publiée dans Advanced Photonics Research , une équipe de recherche dirigée par le professeur Zeng Jianhua de l'Institut d'optique et de mécanique de précision de Xi'an (XIOPM) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a théoriquement exploré la question de surmonter l'effondrement supercritique pour les solitons tridimensionnels à ondes de matière .
En plus des techniques de réseau optique, les résonances de Feshbach peuvent également ajuster l'interaction collisionnelle entre les atomes, fournissant ainsi une approche de modulation non linéaire pour l'étude des ondes de matière localisées et des phénomènes physiques à plusieurs corps.
La combinaison d'un réseau linéaire et d'un réseau non linéaire présente les caractéristiques de résonance et de non-résonance de la structure spatiale, ce qui fournit un moyen plus flexible, diversifié et facilement contrôlable pour l'étude de la localisation des ondes de matière et de la simulation quantique.
Selon les chercheurs, ils se sont inspirés de travaux antérieurs pour étudier la génération et la stabilité dynamique de divers types de modes d'écart localisés d'ondes de matière non linéaires tridimensionnels dans les BEC en combinant la technologie de réseau optique tridimensionnel avec la technologie de résonance de Feshbach non linéaire périodique.
Les chercheurs ont découvert que tous les modes d'espacement localisés tridimensionnels sont extrêmement stables uniquement dans la partie médiane du spectre de bande interdite linéaire, et sont extrêmement instables au bord du spectre de bande interdite, présentant de riches propriétés dynamiques.
Les résultats de la recherche révèlent le mécanisme non linéaire des modes de bande interdite localisés tridimensionnels dans l'espace de grande dimension. Les solitons Gap cassent les systèmes atomiques cohérents unidimensionnels
