В RPTU получили связанное состояние ультрахолодных атомов 6Li выше порога диссоциации

Исследователи Рейнланд-Пфальцского технического университета Кайзерслаутерн-Ландау (RPTU, Германия) под руководством Артура Видеры экспериментально продемонстрировали связанное состояние в континууме при столкновениях ультрахолодных атомов лития-6, говорится в статье на nature.com nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗. Молекулярное состояние лежит выше порога диссоциации, но отделено от состояний рассеяния и не распадается на свободные атомы. Атомный газ охладили до температуры ниже 600 нанокельвинов.

Интерференция вместо энергетического барьера

В потенциальной яме состояния ниже порога диссоциации связаны, а выше порога это делокализованные состояния рассеяния. Связанные состояния в континууме составляют исключение: они остаются локализованными, хотя их энергия лежит внутри континуума. В 1985 году Фридрих и Винтген предположили, что такое состояние может возникать при интерференции двух фешбаховских резонансов, связанных с общим континуумом. Заселить такое состояние из состояний рассеяния нельзя, поэтому все резонансные признаки рассеяния исчезают.

Чтобы реализовать это, команда когерентно связала два перестраиваемых фешбаховских резонанса методом Флоке, используя быстро осциллирующее магнитное поле. Частота модуляции служит непрерывным параметром настройки расстройки между резонансами. В критической точке параметров упругая и неупругая связь с континуумом исчезают.

Три способа опознать состояние

Команда объединила три измерения: потери атомов при столкновениях, движение атомного облака после внезапного изменения ловушки и радиоспектроскопию молекулярных состояний. В узком диапазоне параметров магнитного поля исчез сигнал потерь, типичный для резонанса рассеяния. Ожидаемое коллективное колебание облака также не наблюдалось, что указывает на подавление и упругой связи.

В результате резонансные признаки рассеяния исчезают, а сталкивающиеся атомы становятся практически прозрачными друг для друга nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗. Полные расчёты связанных каналов и минимальная неэрмитова модель количественно воспроизводят наблюдения и определяют состояние как связанное состояние Фридриха–Винтгена в континууме.

До сих пор связанные состояния в континууме реализовывали в основном в классических системах: фотонных кристаллах, фотонных волноводах и акустических системах. По утверждению авторов, результат показывает, как квантовая интерференция может управлять открытостью квантового вещества и позволяет конструировать неэрмитовы гамильтонианы. «Волновая природа материи позволяет состоянию оставаться связанным, хотя обычно мы ожидаем его распада», — заявил Видера.