Letter

物理:ランダム位相格子ソリトンの観察

Nature 433, 7025 doi: 10.1038/nature03267

周期系(格子)における波動のコヒーレンスは、ブラッグ反射のような干渉効果が波動伝搬で支配的なため、そのダイナミクスにとって重要である。線形系は重ね合わせが可能だが、非線形性を入れると、局在効果、格子サイト間の結合、そしてインコヒーレンスからなる複雑な相互作用が生じる。最近まで、非線形格子の孤立波(ソリトン)に関する研究はすべてコヒーレント波のみ扱っていた。コヒーレント波の場合、波束の線形分散および回折が非線形効果と釣り合い、コヒーレントな格子(あるいは「離散」)ソリトンが生じる。これらソリトンはさまざまな科学分野で研究されている。しかし、多くの自然系でよく目にするのは、部分コヒーレンスしか持たない波動である。これは、ゆらぎ(熱的、量子的、あるいは何か他の)によって、相関長が格子間隔と同程度の距離まで短くなることが原因である。そのような系には、他とは異なる特徴を持つランダム位相格子ソリトンが存在するはずである。本論文では、実空間における自己束縛や局所的周期性、さらには運動量空間での多重ピークスペクトルを示すランダム位相格子ソリトンを捉えた実験結果を報告した。このようなソリトンと、その他、原子系、プラズマ、あるいは分子鎖など、ゆらぎながら波動が伝搬する非線形周期系との関係を論じた。

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