Tədqiqatçılar iki optik-tutulmuş şüşə nanohissəcikdən istifadə edərək, qarşılıqlı olmayan qarşılıqlı təsirlərlə idarə olunan yeni bir kollektiv Qeyri-Hermit və qeyri-xətti dinamikanı müşahidə etdilər. Bu töhfə qeyri-mühafizəkar qarşılıqlı təsirləri daxil etməklə maqqaş massivləri ilə ənənəvi optik levitasiyanı genişləndirir.

Onların Ulm Universiteti və Duisburg-Essen Universitetinin əməkdaşları tərəfindən hazırlanmış analitik model tərəfindən dəstəklənən tapıntıları Nature Physics jurnalında dərc olunub .

Cazibə və elektromaqnetizm kimi əsas qüvvələr qarşılıqlıdır, yəni iki obyekt bir-birini cəlb edir və ya itələyir. Bununla belə, təbiətdə yaranan bəzi daha mürəkkəb qarşılıqlı təsirlər üçün bu simmetriya pozulur və qarşılıqlı qeyri-müəyyənlik forması mövcuddur. Məsələn, yırtıcı ilə yırtıcı arasındakı qarşılıqlı əlaqə təbiətcə qarşılıqlı deyil, çünki yırtıcı ovunu tutmaq istəyir (cəlb edir), ikincisi isə qaçmaq istəyir (dəf olunur).

Qeyri-Hermit dinamikası dissipasiya, qazanc və qeyri-mühafizəkar qarşılıqlı təsirləri daxil etməklə kvant mexanikasında oxşar qeyri-qarşılıqlı sistemləri təsvir edir . Bu dinamikalar fotonik, atomik, elektrik və optomexaniki platformalarda müşahidə olunur və tətbiqləri hiss etmək və açıq kvant sistemlərini araşdırmaq üçün potensiala malikdir.

İndi Vyana Universitetinin komandası qeyri-xətti və Qeyri-Hermit dinamikasını qarşılıqlı əlaqədə olmayan nanohissəciklərlə müşahidə edərək bu istiqamətdə ilk konkret addımları atıb.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722024596&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-nonreciprocal-interactions-nonlinear-hermitian-dynamics.html%23google_vignette&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90L0EpQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNi4wLjY0NzguMTg1Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODUiXV0sMF0.&dt=1722024591242&bpp=1&bdt=292&idt=5361&shv=r20240724&mjsv=m202407230101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D4affe4131dd5dd5c%3AT%3D1721801852%3ART%3D1722024595%3AS%3DALNI_MbUC-Ae2mgUQk_YcX7zH0MS_3PKkA&eo_id_str=ID%3D88459bb7dce951d5%3AT%3D1721801852%3ART%3D1722024595%3AS%3DAA-AfjbtvqJSL4Gv5AGhtgiPqyom&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2819683591043&frm=20&pv=1&ga_vid=994546572.1721801825&ga_sid=1722024595&ga_hid=205308168&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=1887&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C44795922%2C95334527%2C95334830%2C95337027%2C95337869%2C95338264%2C95335247%2C31084678%2C95336267%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=3664606423298358&tmod=600810080&uas=0&nvt=2&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C1440%2C860%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=5378

Stolüstü və şüşə

Vyana Kvant Elmi və Texnologiyası Mərkəzindən (VCQ) Uroš Delić-in rəhbərliyi ilə tədqiqatçılar iki şüşə nanohissəciklərin biri yırtıcı, digəri isə yırtıcı kimi qarşılıqlı əlaqədə olan fərqli optik cımbızlarda salındığı stolüstü təcrübə hazırladılar.

2018-ci il Nobel Mükafatı laureatı Artur Eşkin tərəfindən irəli sürülən optik maqqaşlar hissəciklərin hərəkətini ətraf mühitdən təcrid edir və sistemi yüksək səviyyədə tənzimlənən edir. Əvvəlki təcrübələr göstərdi ki, bir-birinə yaxın olan hissəciklər cımbız işığını bir-birinə səpələyir və bu, optik qüvvələr yaradan müdaxilələrə gətirib çıxarır ki, bu da qarşılıqlı ola bilməz.

Bu işdə tədqiqatçılar qarşılıqlı təsirləri idarə etmək üçün lazer şüası fazalarını və hissəciklər arasındakı məsafəni tənzimlədilər. Ph.D Manuel Reisenbauer deyir: “Bunda ən çox xoşuma gələn şey, fiziki modeli kompüterlə idarə etməyimizdir, kompüter oyununu proqramlaşdırmaq qədər sadədir”. komandada tədqiqatçı.

Nəticədə onlar bir hissəcik ətrafında konstruktiv müdaxilə, digəri ətrafında isə dağıdıcı müdaxilə yaratdılar. Bu, təqib-qaçaq dinamikasına bənzəyən müsbət rəy döngəsi yaratdı. “Bir hissəciyin kiçik yerdəyişməsi digərini hərəkətə gətirir və bu da öz növbəsində daha da güclü bir qüvvə tətbiq edir” deyə məqalənin baş müəllifi Delić izah edir.

Komanda zərrəciklərin öz cımbızlarında qarşılıqlı əlaqə olmadan hərəkətini yelləncək kimi təsvir etdi. Qarşılıqlı qarşılıqlı təsirlər tətbiq edildikdə, “yelləncəklər” bir-birini izləməyə başladı, paritet-zaman əks simmetriyasını pozdu. Bunu görməyin ən sadə yolu, sadəcə olaraq, “film”i geriyə doğru oynamaqdır: yırtıcı-yırtıcı bənzətmədən istifadə edərək, hissəciklər rolları tərsinə çevirir.

Gücləndirilmiş amplituda

Qarşılıqlı qarşılıqlı təsirdən yaranan müsbət əks əlaqə də hər iki hissəciyin yelləncək amplitüdlərini gücləndirdi. Qarşılıqlı təsir sürtünmədən daha güclü olduqda, hissəciklər qeyri-xətti dinamika nümayiş etdirərək sabit rəqs amplitudasını saxlayaraq davamlı olaraq yellənirdilər.

Ulm Universitetindən, iş üzrə aparıcı nəzəriyyəçi Benjamin Stickler deyir: “Bu sistem bir çox təbii nümunələrə bənzər qeyri-qarşılıqlı və qeyri-xətti qüvvələrə malik olduğu üçün xüsusidir”.

“Dinamikanın nəticəsi olaraq, hissəciklərin hərəkətləri bir-birini izləyərkən üst şüa ətrafında tam fırlanan yelləncəklərə bənzəyir.” Limit dövrü həlli lazer fizikası, nanomexaniki hərəkət və lazer dinamikası arasında analoqların çəkilməsi də daxil olmaqla bir çox fənlərdə tapılan ümumi bir anlayışdır.

“Nəzəri model və eksperimental məlumatlar arasında yaxşı uyğunluq bizi heyran etdi ” dedi Delić. “Bu, sistemimizin daha böyük muncuq ansambllarını tutarkən daha zəngin kollektiv qeyri-qarşılıqlı dinamikanı müşahidə etmək üçün ideal olduğunu göstərir.”

Müəlliflər qeyri-qarşılıqlı qüvvələrin qüvvə və fırlanma momentinin ölçülməsində çoxsaylı tətbiqlərə malik olacağına inanırlar. Bundan əlavə, bu nəticələrin qapalı muncuq hərəkətini kvant rejiminə gətirmək üsulları ilə birləşdirilməsi, qarşılıqlı əlaqədə olmayan kvant az bədənli sistemlərə dair yeni tədqiqatlar aça bilər.

Daha çox məlumat: Manuel Reisenbauer və digərləri, Qeyri-Hermitian dinamikası və optik olaraq birləşdirilmiş nanohissəciklərin qarşılıqlı olmaması, Təbiət Fizikası (2024). DOI: 10.1038/s41567-024-02589-8

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası