I kvanteverdenen er tiden teoretisk formbar og reversibel. Og det er gennem disse tidsvendende dynamikker, at videnskabsmænd har forsøgt at kontrollere kvantesystemer. Imidlertid bliver det vanskeligt at anvende et sådant tidsvendende fænomen i mere sofistikerede, kvantekondenserede systemer – dvs. kvantesystemer med uendelige grader af frihed. Dette skyldes, at kvantekohærens går tabt hurtigt, når man interagerer med miljøet.
Atsushi Ono, adjunkt i fysikafdelingen kl Tohoku Universitet, er leder af et forskerhold, der har opdaget en ny slags ekkofænomen forbundet med energibåndstrukturen i krystallinske faste stoffer. Efter at holdet begyndte at teoretisere den ultrahurtige dynamik af optisk genererede kvasipartikler i krystallinske faste stoffer, blev der fundet såkaldte "energibåndekkoer".
Ifølge gruppens numeriske simulering og analytiske formler driver en sammenhængende elektrisk feltimpuls kvasipartikler, og fotoexcitationsprocessen resulterer i ekkoer, når kvasipartiklerne rekombinerer. Disse ekkoimpulser indeholder data om kvasipartikelspredningsrelationerne.
Desuden observerede forskere energibåndekkoer selv i stærkt korrelerede systemer, hvor frie elektroner ikke er veldefinerede kvasipartikler på grund af mange-krops interaktioner.
Ono sagde, "Vores opdagelse giver et andet perspektiv af ultrahurtig dynamik drevet og styret af en lysbølge. Energibåndekkoer kunne bruges til alt-optisk momentum-opløst spektroskopi af kvasipartikler i både krystallinske faste stoffer og kolde atomer i optiske gitter, selv når stærke mange-legeme korrelationer er til stede."
Journal Reference:
- Shohei Imai, Atsushi Ono og Sumio Ishihara. Energibåndekkoer: Tidsomvendt lysemission fra optisk drevne kvasipartikelbølgepakker. Phys. Rev. Research 4. DOI: 10.1103/PhysRevResearch.4.043155
