Amin Salami Dehkharghani

Partikler fanget i én dimension

Foto: Claus Sjödin

Amin Salami Dehkharghani har bidraget til at lægge et fundament for forståelsen af éndimensionelle kvantesystemer. Det kan få stor betydning for fremtidig teknologi.  

Af Filip Graugaard Esmarch

For en fysikstuderende vil det nok altid være noget lidt særligt at tage fat på kvantemekanikken. Her kan man ligeså godt glemme det, man i forvejen ved. Sådan havde danskeren Amin Salami Dehkharghani det i hvert fald i sin tid.

”På atomart niveau er alting lavet om i forhold til verden, som vi kender den. Men det er også noget af det fascinerende ved kvantemekanik, at alt er bygget på sandsynligheder,” mener han.

Under sit ph.d.-studium har han fordybet sig i et nyt hjørne af kvantemekanikken, som forekommer endnu mere eksotisk: Hvordan partikler opfører sig i et éndimensionelt system.

”Normalt kan partikler i en gas bevæge sig i tre dimensioner, hvor de sagtens kan smutte forbi hinanden og er sværere at fastholde. Men når de er fanget i én dimension, er de tvunget til at gå igennem hinanden og befinde sig side om side,” forklarer Amin Dehkharghani.

At partikler kan gå igennem hinanden, er der i princippet ikke noget underligt i. På atomart niveau er det et grundelement i kvantemekanikken, at partikler kan eksistere i punktform og i bølgeform på én gang. Amin Dehkharghani har med en ny teoretisk model bidraget væsentligt til en dybere forståelse af partiklernes interaktion, og hvordan man kan manipulere med dem i én dimension.

EN ANALYTISK LØSNING
Han arbejdede under sit ph.d.-forløb udelukkende teoretisk. Den teoretiske fysik udvikler sig dog naturligvis i et tæt parløb med den eksperimentelle For kvantefysikkens vedkommende var det ganske vist først i 1995, at det lykkedes en Nobelprisvindende forskergruppe at udmønte kvantemekanikkens teorier i virkeliggørelsen af det såkaldte Bose-Einstein Kondensat.

”Det foregår på den måde, at man nedkøler og dermed kondenserer gasser ved at bremse deres partikler lidt op med laserstråler fra flere retninger. Og for omkring ti år siden lykkedes det for den næste generation af forskere at lave et éndimensionelt kondensat ved at ’fryse’ to af dimensionerne, så partiklerne kun bevæger sig i én retning,” siger Amin Dehkharghani.

Ingen havde for alvor tænkt på muligheden for éndimensionelle systemer, og der fandtes derfor ingen formler, som kunne beskrive partiklernes interaktion og opførsel i én dimension.

”Men der findes en såkaldt Schrödinger- ligning til ethvert kvantesystem. Den kan løses enten numerisk eller analytisk. Og løser man den analytisk, har man fuldt ud forstået, hvordan systemet opfører sig. Det lykkedes mig at løse den både analytisk og numerisk for éndimensionelle systemer ved at transformere den over til et andet rum”.

NY NANOTEKNOLOGI
Den nye erkendelse kan vise sig at være guld værd for fremtidens kvanteteknologer, som gerne vil manipulere med naturens byggesten. Man vil lettere forstå, hvordan man kan fremstille nye materialer, eksempelvis nanorør eller bittesmå magneter, som blandt andet kan indgå i en fremtidig nanocomputer.