Новая работа нашего научного сотрудника Дмитрия Зезюлина, написанная вместе с международным коллективом из Университета Лиссабона.

Эта работа посвящена исследованию нелинейных эффектов, возникающих в так называемых квазипериодических системах, то есть системах, характеризующихся двумя пространственно-периодическими зависимостями несоизмеримой частоты. Простейшим примером квазипериодической функции является сумма двух косинусов, периоды которых несоизмеримы, то есть отношение их периодов это иррациональное число. Квазипериодические системы обладают сложными и до конца не изученными свойствами. Одно из таких замечательных свойств - это явление локализации: в квазипериодических системах возможно существование стационарных состояний с локализованной волновой функцией.

Такое поведение резко отличается от обычных периодических систем, где любая изначально локализованная волновая функция расплывается со временем. Квазипериодические системы чаще всего изучаются в линейных моделях, но их поведение становится еще более сложным, если система включает нелинейные эффекты. Примером такой сильно нелинейной системы является атомный конденсат Бозе-Эйнштейна, где взаимодействие между атомами ведет к существенной эффективной нелинейности: другими словами, форма макроскопической волновой функции, описывающей облако конденсированных атомов, начинает зависеть от количества атомов в самом облаке. В нашей статье было теоретически изучено поведение атомного конденсата Бозе-Эйнштейна в квазипериодической оптической ловушке, которая создается суперпозицией двух периодических лазерных потенциалов с несоизмеримыми периодами.

Найдены локализованные состояния, являющиеся нелинейными аналогами локализованных волновых функций, существующих в линейном случае. Более того, установлено, что нелинейная система обладает некоторыми свойствами, невозможными в линейном случае: например, если количество конденсированных атомов достаточно велико, то нелинейные локализованные состояния могут переходить через бифуркацию нарушения симметрии. Появляющиеся локализованные состояния описываются пространственно-асимметричной макроскопической волновой функцией и, таким образом, отличаются от линейных состояний, для которых амплитуда волновой функции инвариантна относительно операции пространственного отражения.

https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.4.033219

Источник: journals.aps.org

Комментарии: