Roton - Roton
En physique théorique , un roton est une excitation élémentaire, ou quasiparticule , observée dans l' hélium-4 superfluide et les condensats de Bose-Einstein avec des interactions dipolaires à longue portée ou un couplage spin-orbite . La relation de dispersion des excitations élémentaires dans ce superfluide montre une augmentation linéaire depuis l'origine, mais présente d'abord un maximum puis un minimum d' énergie lorsque la quantité de mouvement augmente. Les excitations avec impulsions dans la région linéaire sont appelées phonons ; ceux dont l'impulsion est proche du minimum sont appelés rotons. Les excitations avec des moments proches du maximum sont appelées maxons .
Le terme "roton" est également utilisé pour le mode propre quantifié d'une molécule en rotation libre .
Des modèles
A l'origine, le spectre du roton a été introduit phénoménologiquement par Lev Landau . Actuellement, il existe différents modèles qui tentent d'expliquer le spectre roton avec différents degrés de réussite et de fondamentalité. L'exigence pour tout modèle de ce type est qu'il doit expliquer non seulement la forme du spectre lui-même, mais aussi d'autres observables connexes, tels que la vitesse du son et le facteur de structure de l' hélium-4 superfluide . Des spectroscopies micro-ondes et Bragg ont été menées sur l'hélium pour étudier le spectre du roton.
Condensation de Bose-Einstein
La condensation de Bose-Einstein des rotons a également été proposée et étudiée. Sa première détection a été signalée en 2018. Dans des conditions spécifiques, le minimum de roton donne naissance à une structure cristalline de type solide appelée supersolide , comme le montrent les expériences de 2019.