【超冷原子奠定了霍夫施塔特的蝴蝶】
<P align=center><STRONG><FONT size=5>【<FONT color=red>超冷原子奠定了霍夫施塔特的蝴蝶</FONT>】</FONT></STRONG></P><P><STRONG></STRONG> </P>
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<P><BR><STRONG>鐳射和原子為霍夫施塔特的蝴蝶提供舞臺</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>現在，兩組研究人員獨立地創建了一個壯觀的分形模式從能譜的超冷銣原子光學晶格在舉行所需的條件，難以捉摸霍夫施塔特的蝴蝶可以很快發現超冷原子的晶格中。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>雖然兩個隊已經直接觀察到的分形模式，他們已經創建了物理系統與霍夫斯塔特的蝴蝶出現的條件。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>研究也可能導致發展的新的方法來類比量子系統的異國情調的電性能。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>在 1976 年美國物理學家道格拉斯 · 霍夫斯塔特 — — 著名的哥德爾，埃舍爾，巴赫— — 1979年本書首先概述了以他的名字命名的蝴蝶的概念。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>他預言驚人的自我相似的模式，現在被稱為"分形"會出現在暴露于極大磁場的晶態固體中電子的能譜。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>由於電場在晶體中的週期性質，電子僅限於能帶系列。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>當磁場應用於晶體內的電子時，它們的運動修改由洛侖茲力和他們左右移動在圈子裡。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>霍夫施塔特計算隨著磁場變得更強，能帶分裂，又生產蝴蝶般能量譜。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>理論的好奇心</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>這一概念使量子力學和數學之間意外和令人興奮的連結。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>然而，不切實際大磁欄位都需要查看常規固體中的效果，所以多年來只蝴蝶是一個理論的好奇心。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>然後在 1998 年烏爾裡希 · 庫爾 Hans Jürgen Stöckmann 在德國瑪律堡大學的設計和一個微波實驗，類比霍夫施塔特的蝴蝶出現所需的條件。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>他們採取的方法被稱為量子類比，藉以電子在固體中所經歷的物理模仿使用另一個物理系統。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>然後在 2013 年 5 月，分形模式實驗測定了第一次在真正的固體 — — 氮化硼表面上的石墨烯。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>這兩項最新研究也是但類比電子在固體中的量子類比使用超冷中性銣原子被困在由縱橫交錯鐳射光束構成的一個格子。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>這兩個隊通過冷卻到寒冷的 100 nK 銣原子雲的開始了他們的實驗。這將創建在其中所有的粒子像單個粒子一樣的玻色-愛因斯坦凝聚 (BEC)。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>"然後我們載入這些粒子到光的格子，是簡單週期結構的明亮和黑暗區域創建的反向傳播鐳射光束干涉，"說莫妮卡 · 艾德爾斯布格，團隊的成員為首的伊曼努爾 · 布洛赫在慕尼克路德維希-馬克西米利安大學和量子光學在德國馬克斯 · 普朗克研究所。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>"結果，光格子中的中性原子系統類比了真實的材料： 中性原子的行為作為電子和光學晶格模仿的定期晶體結構."</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>給原子一腳踢</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>類比磁場的影響，團隊拿來一雙"踢"原子的縱橫交錯的雷射光束的像他們移動的格子，使他們在一個格子網站至另一個隧道。"是否原子從左至右移動，他們得到一腳踢在一個方向，但如果他們從右至左移動他們得到一腳踢在相反的方向，"艾德爾斯布格解釋。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>"這些踢類似于洛侖茲力感到由電子與積極或消極的速度，移動時，因此允許類比的實際磁場."</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>胡利奧 · 巴雷羅，他也是布洛赫的團隊的成員說："我們原子作為電子的真實材料在磁場的影響，我們不會運用真實的磁場中的區別下表現得"。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>由諾貝爾經濟學獎得主沃爾夫岡 · 克在麻省理工學院在美國，率領的其他隊取得了完全相同的結果。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>克的同事科林 · 甘迺迪說，"真正基本數量是波函數積累了隨著它圍繞在系統中，所以通過印跡到我們原子上的這個階段我們可以類比磁場的影響在傳統的凝聚態的物質系統中，遙不可及的量子機械階段"。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>真實材料的研究</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>甘迺迪說，通過利用量子類比，解決許多相互作用的粒子的量子機械問題可能結果鋪平道路。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>： 我們的工作提供了關鍵一步類比的物理特性被充電的電子在磁場中，構成了真實的材料。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>這項技術的一個重要特點是合成磁場可以很容易調整。結果該方法"將提供調查在以獨特和非常可控的方式隱藏在分形蝴蝶的物理的可能性"解釋了彌敦道高盛的實驗室 Kastler-Brossel 在法國，他並不是在研究中。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>阿納托利 Polkovnikov 和波士頓大學 Claudio Chamon 說這兩個實驗還提供類比強磁場的新方式。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>"一個人可以想像這些欄位可依賴時間的生成人工電-磁，其中之前, 從未研究過，"他們說。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>"很難預料到所有應用程式都從探索新的、 不是很好理解的制度 — — 很有可能是潛在的意想不到的發現。</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>這兩項研究一起出現在物理評論快報》 雜誌：牧師 78487 Lett。111 185301和牧師 78487 Lett。111 185301. </STRONG></P>
<P><BR><STRONG>關於作者</STRONG></P>
<P><BR><STRONG>卡蒂婭無是一個總部設在英國的科學作家</STRONG></P>
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<P><STRONG>引用：</STRONG><A href="http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Foct%2F28%2Fultracold-atoms-set-the-stage-for-hofstadters-butterfly"><STRONG>http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Foct%2F28%2Fultracold-atoms-set-the-stage-for-hofstadters-butterfly</STRONG></A></P>
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