Bose-Einstein condensation of quasiparticles by rapid cooling.

Autor: Schneider M; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany. mi_schne@rhrk.uni-kl.de., Brächer T; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Breitbach D; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Lauer V; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Pirro P; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Bozhko DA; Department of Physics and Energy Science, University of Colorado at Colorado Springs, Colorado Springs, CO, USA., Musiienko-Shmarova HY; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Heinz B; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany.; Graduate School Materials Science in Mainz, Mainz, Germany., Wang Q; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany.; Faculty of Physics, University of Vienna, Wien, Austria., Meyer T; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany.; THATec Innovation GmbH, Dresden, Germany., Heussner F; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Keller S; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Papaioannou ET; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany.; Institut für Physik, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Germany., Lägel B; Nano Structuring Center, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Löber T; Nano Structuring Center, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Dubs C; INNOVENT e.V. Technologieentwicklung, Jena, Germany., Slavin AN; Department of Physics, Oakland University, Rochester, MI, USA., Tiberkevich VS; Department of Physics, Oakland University, Rochester, MI, USA., Serga AA; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Hillebrands B; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany., Chumak AV; Fachbereich Physik and Landesforschungszentrum OPTIMAS, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany. andrii.chumak@univie.ac.at.; Faculty of Physics, University of Vienna, Wien, Austria. andrii.chumak@univie.ac.at.
Jazyk: angličtina
Zdroj: Nature nanotechnology [Nat Nanotechnol] 2020 Jun; Vol. 15 (6), pp. 457-461. Date of Electronic Publication: 2020 Apr 20.
DOI: 10.1038/s41565-020-0671-z
Abstrakt: The fundamental phenomenon of Bose-Einstein condensation has been observed in different systems of real particles and quasiparticles. The condensation of real particles is achieved through a major reduction in temperature, while for quasiparticles, a mechanism of external injection of bosons by irradiation is required. Here, we present a new and universal approach to enable Bose-Einstein condensation of quasiparticles and to corroborate it experimentally by using magnons as the Bose-particle model system. The critical point to this approach is the introduction of a disequilibrium of magnons with the phonon bath. After heating to an elevated temperature, a sudden decrease in the temperature of the phonons, which is approximately instant on the time scales of the magnon system, results in a large excess of incoherent magnons. The consequent spectral redistribution of these magnons triggers the Bose-Einstein condensation.
Databáze: MEDLINE
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