多个激光器搭载呈现拓扑缺陷现象 研究拯救无序相

论恒
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10个相互作用的激光基本相位同步

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20个激光相互作用产生更多拓扑缺陷

以色列的研究人员已经公布了一种使用激光谐振腔来研究拓扑缺陷的出现的新方法。

当系统从无序相到有序相迅速过渡时,会出现拓扑缺陷-这是一种称为淬火的过程,因为它通常涉及快速冷却。在磁化顺序的情况下,淬火磁矩形成小的畴,其中磁矩指向相同的方向。相邻区域中的磁矩可以指向不同的方向,并且域之间的界面被称为拓扑缺陷。

这些缺陷可能发生在从原子气体到迅速冷却的早期宇宙的范围广泛的系统中。了解如何消除拓扑缺陷甚至可以被用来解决困难的计算问题。

多个激光器

在实验室中研究拓扑缺陷如何出现可能非常棘手,因为控制样品中快速变化的温度可能非常困难。在最新的研究中,以色列魏兹曼研究所的VishwaPal,NirDavidson和同事们使用了一套多达30个联接的激光束来创建一个可以更容易研究的拓扑缺陷的系统。

他们的系统包括一个激光谐振腔,该激光谐振腔包含具有以圆形图案排列的多个孔洞的掩模。每个孔洞产生自己的激光束,每个孔洞产生的激光束与其两个相邻的激光束有一点重叠-导致光束之间的相互作用。所述激光谐振腔通过外部光脉冲泵浦,所述激光束间的相互作用使激光束在稳定到一个稳定状态之前经历快速相位振荡,并由该团队测量。

激光谐振腔包含大约1000个模式,这为系统提供了大量的激光束之间的初始相位关系。在大多数情况下,激光束是同步的,但偶尔系统会被锁定到一个光束之间存在相位差的状态。这些状态可以被描述为拓扑缺陷,并且该团队发现,随着孔洞的数量从10个增加到30个,并且当脉冲的强度增加时,拓扑缺陷的数量也会增加。

泵浦强度

该团队认为,当泵浦强度高时,系统比泵强度低的时候能够更快地达到平衡。这种时间尺度类似于急冷系统中的冷却速率,其中当温度下降更陡峭时,出现更多的拓扑缺陷。该环本质上是一个一维系统,该团队现在计划将其扩展到二维系统。

这项研究在Physical Review Letters上有进行描述。

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