Nature Physics 2,651 (2006) | doi: 10.1038/nphys435
励起子ポラリトンのボーズ・アインシュタイン凝縮
ボーズ粒子が非常に遅く、ドブロイ波長が粒子間の距離と同程度になると、ボーズ・アインシュタイン凝縮(BEC)が起こる。
物質のこの状態は、多数の粒子が最も低い量子状態を占め、巨視的なスケールの粒子間コヒーレンスが生じることが特徴である。これは、1μK以下の温度の希薄な原子ガスで観察されることがよく知られている。今回、J Kasprzakらは、数Kの温度で固体系が示すBECの顕著な特徴について報告している(Nature 443, 409-414; 2006)。
この凝縮体は、いわゆる励起子ポラリトンで形成されている。励起子ポラリトンは、部分的に物質であり光でもあるボーズ準粒子であって、半導体(励起子)内の電子励起と光学的微小空洞内の光子との強結合によって生成される。励起子ポラリトンの質量は自由電子の1/10,000であり、これによって、ボーズ・アインシュタイン凝縮が生じるための温度および密度の条件が大幅に緩和される。したがって、この系では粒子密度を上げることによって液体ヘリウムより高い温度で基底状態の顕著な占有(写真)を観察できる可能性がある。
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