Кіріспе

Суперсұйық гелий-4-тің (квазибөлшектің) ұжымдық қоздырылысы. Теориялық физикада ротон – суперсұйық гелий-4 және Бозе-Эйнштейн конденсаттарында ұзақ қашықтықтағы дипольдік өзара әрекеттесулер немесе спин-орбиталық байланыстар арқылы көрінетін элементар қоздыру немесе квазибөлшек. Бұл суперсұйықтағы элементар қоздырулардың дисперсиялық байланысы бастапқы нүктеден сызықтық өсуді көрсетеді, бірақ импульс өскенде алдымен энергияның максималды, содан кейін минималды мәнін көрсетеді. Сызықтық аймақтағы импульстары бар қоздырулар фонондар деп аталады; минималға жақын импульстары барлары ротондар деп аталады. Максималға жақын импульстары барлары максондар деп аталады. "Ротонға ұқсас" термині 3D метаматериалдардағы ең жақын көршілес байланыстан тыс болжамды өзіндік режимдер үшін де қолданылады. Мұндай "ротонға ұқсас" дисперсиялық байланыстың байқалуы, бөлме температурасында дыбыс жиілігіндегі канал негізіндегі метаматериалдағы акустикалық қысым толқындары үшін де, ультрадыбыс жиілігіндегі микромасштабты метаматериалдағы көлденең серпімді толқындар үшін де көрсетілді.

Модельдер

Бастапқыда ротон спектрін 1947 жылы Лев Ландау феноменологиялық тұрғыдан енгізген. Қазіргі уақытта ротон спектрін әртүрлі дәрежеде сәттілікпен және негізділікпен түсіндіруге тырысатын модельдер бар. Мұндай модельдің кез келгені спектрдің өзінің пішінін ғана емес, сонымен қатар дыбыс жылдамдығы және сұйық гелий-4 құрылымдық факторы сияқты басқа да байланысты өлшемдерді де түсіндіруі тиіс. Ротон спектрін зерттеу үшін гелийге микротолқынды және Брэгг спектроскопиясы жүргізілді.

Бозе-Эйнштейн конденсациясы

Ротонның Бозе-Эйнштейн конденсациясы да ұсынылып, зерттелді. Оның алғашқы байқалуы 2018 жылы хабарланды. Белгілі бір жағдайларда ротонның ең төмен нүктесі 2019 жылғы тәжірибелерде көрсетілгендей, супертұйық деп аталатын кристалдық қатты құрылымға әкеледі.