Bose-Einstein-Kondensation von Quasiteilchen

Quasiteilchen ein wirksames Beschreibungen von kollektiven Anregungen in Materialien. Einige haben ganzzahligen Spins und zu erwarten, dass Bose-Einstein-Statistik wie traditionelle Teilchen gehorchen werden. Bedingungen für die Kondensation von verschiedenen Quasiteilchen wurden vorhergesagt und beobachtet.

Exzitonen

Exzitonen Quasiteilchen von Elektron-Loch-Paare hergestellt. Elektronen und Elektronenlöcher sind Fermionen, deren Kombination, um Exzitonen macht sie Bosonen. Ähnlich wie bei der Erklärung für Helium-4 Suprafluidität am -Punkt. Kondensation entsteht, wenn alle Atome in den niedrigsten Quantenzustand fallen. Exzitonen wurde daher erwartet, dass auch ein Kondensat zu bilden, wie durch Böer und Kollegen im Jahr 1961 vorgeschlagen, eine separate Annahme thermodynamischen Phase tritt auf, wenn die Trennung zwischen Exzitonen erreicht die de Broglie-Wellenlänge: gibt den Zustand:

Hier ist die Exzitonendichte ist ihre effektive Masse angenommen, um die Elektronenmasse sein und sind die Planck und Boltzmann-Konstanten. hängt von der Exzitonen-Erzeugungsrate und Lebensdauer. Dies ergibt eine kritische Temperatur:

Das Material Lebensdauer definiert die benötigten experimentellen Parameter. In einer hochreinen CuO2 Einkristall :. Für eine erreichbare sollte eine Rate von ein Kondensat zu erzeugen; bezahlbar zu durch optisches Pumpen mit einem abstimmbaren Laser bei der Exzitonen Wellenlänge zu erhalten.

Genauere Berechnungen J. Keldysh und später von D. Snoke et al. Vorgeschlagen, begann eine große Anzahl von experimentellen Suche. Jüngste Experimente mit Exzitonen in einem Potentialfalle bei ultratiefen Temperaturen von 37 mK beschränkt haben Beweise für die Bose-Einstein-Kondensation gegeben.

Condensed Exzitonen sind ein superfluiden und werden nicht mit Phononen zu interagieren. Während die normale Exzitonenabsorption durch Phononen erweitert, in der suprafluiden Absorptions degeneriert zu einer Linie.

Magnon

Magnons, Elektronenspinwellen kann durch ein magnetisches Feld gesteuert werden. Dichten von der Grenze einer verdünnten Gases zu einer stark wechselwirkenden Bose Flüssigkeit möglich. Magnetische Ordnung ist das Analogon von Suprafluidität. 1999 Kondensation in antiferro TlCuCl3 gezeigt, bei Temperaturen so groß wie 14 K. Die hohe Übergangstemperatur aufgrund der Magnons kleine Masse und eine größere erreichbaren Dichte. Im Jahr 2006 wurde Kondensation in einem ferromagnetischen Yttrium-Eisen-Granat-Dünnfilm selbst bei Raumtemperatur zu sehen ist, mit optischen Pumpen.

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