Efectul Efimov, un fenomen din mecanica cuantică care apare în sistemele cu puține corpuri, a fost prezis de fizicianul teoretician rus V. N. Efimov în 1970. Fenomenul se manifestă în sisteme formate din trei bosoni identici și conduce la apariția unei serii infinite de stări legate de trei corpuri. Acest comportament apare atunci când starea cu două corpuri se află la pragul de disociere (energia de legare tinde spre zero).
O consecință importantă a efectului Efimov este existența unor stări legate ale sistemului cu trei corpuri, numite stări Efimov, chiar și atunci când interacțiunea dintre două particule este prea slabă pentru a forma o stare legată de două corpuri. O stare Efimov este o stare trimerică în care subsistemele cu două corpuri sunt nelegate și este adesea ilustrată simbolic prin inelele Borromee, sugerând că îndepărtarea uneia dintre particule conduce la dezlegarea celorlalte două. În acest sens, starea Efimov este denumită și stare borromeană.
Teorie miniatura|Reprezentare numerică a unei stări Efimov, analogă cu structura „păpușilor Matrioșka”. Efimov a arătat că, atunci când interacțiunile dintre perechile de bosoni identici se apropie de rezonanță (adică atunci când a stării cu două corpuri tinde spre zero sau devine foarte mare), sistemului cu trei corpuri conține o infinitate de stări legate. Aceste stări pot fi etichetate prin numărul cuantic , iar lungimile de împrăștiere și energiile de legare asociate lor urmează o progresie geometrică:
unde raportul de scalare
este o constantă universală (OEIS ). Aici reprezintă parametrul caracteristic care apare în soluțiile funcțiilor Bessel modificate de ordin imaginar de al doilea tip, , care descriu dependența radială a funcției de undă. Din condițiile la limită impuse de rezonanță, aceasta este unica valoare pozitivă a lui care satisface ecuația transcendentală .
Rezultate experimentale În 2005, echipa condusă de și Hanns-Christoph Nägerl, de la Institutul de Fizică Experimentală al Universității din Innsbruck, a confirmat experimental existența unei astfel de stări într-un gaz ultrarece de atomi de cesiu. Rezultatele au fost publicate în revista Nature în 2006. Ulterior, existența stărilor Efimov a fost confirmată de mai multe grupuri independente. La aproape patru decenii de la predicția teoretică a lui Efimov, structura de scalare caracteristică a acestor stări a fost observată experimental.
Cea mai precisă determinare experimentală a factorului de scalare al stărilor Efimov, realizată de grupul lui Rudolf Grimm de la Universitatea din Innsbruck, a dat valoarea 21,0(1,3), în bun acord cu predicția teoretică originală.
Interesul pentru fenomenele universale din gazele atomice ultrareci a crescut considerabil în contextul studiului stărilor Efimov, acest domeniu fiind adesea denumit „fizica Efimov”.
În 2014, grupul experimental condus de Cheng Chin de la Universitatea din Chicago și cel al lui Matthias Weidemüller de la Universitatea din Heidelberg au observat, pentru prima dată, stări Efimov într-un amestec ultrarece de atomi de litiu și cesiu. Această descoperire a extins scenariul original al lui Efimov, formulat pentru trei bosoni identici.
O stare Efimov corespunzătoare unui excitat a fost observată experimental pentru prima dată în 2015.
Utilizare Stările Efimov sunt independente de detaliile interacțiunii fundamentale și pot apărea, în principiu, în sisteme cuantice moleculare, atomice sau nucleare. Ele sunt remarcabile prin caracterul lor profund neclasic: dimensiunea unei stări Efimov cu trei particule este mult mai mare decât raza de acțiune a interacțiunii dintre perechile de particule, indicând o natură pur cuantică a legării. Fenomene înrudite apar și în cu doi neutroni, precum , care sunt adesea descrise ca sisteme borromeene (în anumite definiții, pot fi interpretate ca analogi ai stărilor Efimov).
Note
Legături externe Comunicat de presă: Confirmarea experimentală a stărilor Efimov (16.03.2006) Dovadă covârșitoare pentru starea Efimov: Un domeniu de cercetare înfloritor la 40 de ani de la descoperire (14.12.2009) Observarea celei de-a doua rezonanțe triatomice în scenariul Efimov (15.05.2014)
Categorie:Mecanică cuantică