English   Polski


 

Badania Naukowe


Kryształy czasowe

W kryształach przestrzennych w wyniku oddziaływania między atomami następuje samoorganizacja atomów i spontanicznie zaczynają one tworzyć periodyczne struktury w przestrzeni. Pytanie czy z podobną sytuacją możemy mieć do czynienia w domenie czasu zadał w 2012 roku noblista Frank Wilczek. Wilczek zastanawiał się czy możliwe jest, że układ wielu ciał samozorganizuje się w czasie i spontanicznie zacznie poruszać się periodycznie? Oryginalna idea Wilczka okazała się niemożliwa do zrealizowania, ale stała się inspiracją badań innych naukowców.

W 2015 roku opublikowano pierwszą pracę, Sacha, Phys. Rev. A, dotyczącą tzw. dyskretnych kryształów czasowych, gdzie pokazano, że możliwa jest tzw. dyskretna samoorganizacja atomów w czasie – wzajemnie oddziałujące atomy, zaburzane periodycznie samoorganizują swój ruch i spontanicznie zaczynają poruszać się z okresem dwa razy dłuższym. Rok później niezależne pomysły opublikowały inne grupy, a w 2017 roku w dwóch laboratoriach amerykańskich zrealizowano dyskretne kryształy czasowe. Wyniki eksperymentów demonstrujących frapujący stan „a matter of time” zostały ogłoszone w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature, J. Zhang i inni oraz S. Choi i inni.

Zajmujemy się kryształami czasowymi od samego początku, kiedy narodziła się ta dziedzina. Już wiadomo, że kryształy czasowe mogą, podobnie jak ich odpowiedniki przestrzenne, być przewodnikami lub izolatorami, Sacha, Sci. Rep. 2015.


Wiecej o kryształach czasowych można się dowiedzieć z wykładow: seminarium CFT PAN oraz Wilno lub przeczytać w popularno naukowych doniesieniach:  UJ, Gazeta Wyborcza 2017 i 2017a, Wiedza i Życie, PAP, Gazeta Wyborcza 2018, Gazeta Krakowska 2019, FNP 2019, PAP 2019.

Zimne gazy atomowe

Rozwój technik chłodzenia i pułapkowania atomów pozwolił eksperymentatorom na osiągnięcie kondensacji Bosego-Einsteina w bozonowych gazach atomowych oraz nadciekłego stanu w fermionowych gazach atomowych. W naszej grupie prowadzimy teoretyczne badania zdegenerowanych gazów. W szczególności zajmujemy się: kolektywnymi wzbudzeniami w gazach (solitony, wiry), analizą gazów umieszczonych w periodycznych sieciach optycznych (realizacja układów fizyki ciała stałego w gazach), zjawiskami transportu kwantowego w gazach, problemem pomiaru w układach wielu ciał, możliwością realizacji moedli teorio-polowych w gazach atomowych.

Jonizacja w silnych polach laserowych

Oddziaływanie atomów lub molekuł z krótkimi i silnymi impulsami laserowymi prowadzić może do wielokrotnej jonizacji. Rozwój technik doświadczalnych doprowadził do sytuacji, gdzie możemy śledzić trajektorie zjonizowanych elektronów w podobny sbosób jak ma to miejsce w fizyce cząstek elementarnych, a stąd uzyskiwać informację o mechanizmach odpowiedzialnych za jonizację. Z teoretycznego punktu widzenia wiemy, że proste modele zakładające sekwencyjny proces jonizacji załamują się, ponieważ w rzeczywistości w procesie wielokrotnej jonizacji elektrony "pomagaja sobie w trakcie ucieczki". Pytanie "jak sobie pomagają?" nurtuje fizyków i na takie pytanie próbujemy odpowiedzieć w naszych badaniach. 

    Projekty Badawcze

    • NCN OPUS 2018/31/B/ST2/00349 (2019-2022).
    • Discovery Project, Ausralian Research Council, partner of prof. Peter Hannaford, Swinburne University of Technology, Melbourne, (2019-2022).
    • QuantEra 2017/25/Z/ST2/03027 (2018-2020).
    • NCN OPUS 2016/21/B/ST2/01095 (2017-2019).