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物理:相互作用しないボーズ-アインシュタイン凝縮体のアンダーソン局在

Nature 453, 7197 doi: 10.1038/nature07071

無秩序媒質中での波動のアンダーソン局在はもともと、50年前に結晶中の電子輸送について予想されたものである。この現象はもっと一般的であり、光波などのさまざまな系で観測されている。しかし、アンダーソン局在は物質波では直接観測されていない。極低温原子は系のパラメータ(特に相互作用強度)の大部分が高度に制御できるため、無秩序性に起因する局在を研究するよい例となる。本論文では、相互作用しないボーズ-アインシュタイン凝縮体を使って、アンダーソン局在について調べた。実験は一次元準周期格子で行われ、これはより高次元の純粋にランダムな無秩序性の場合と同じく、広がった状態と指数関数形に局在した状態の間でクロスオーバーを起こす系である。局在は、輸送特性と、空間および運動量分布を調べることで明瞭に観測される。このクロスオーバーの性質を評価して、臨界無秩序性強度と格子中の原子のトンネリングエネルギーがスケーリング関係になることを見いだした。この制御可能な系は、無秩序性と相互作用との相互関係を調べたり、エキゾチックな量子相を探索したりする場合にも使える可能性がある。

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