Атомтроника может стать новой электроникой

Забудьте о проводах, кремнии и электричестве. Физики разработали новый вид цепи, которая отличается от электрической тем, что в ней используются газ и лазерные лучи. Координируя атомы этого ультраохлажденного газа, ученые научились включать и выключать его течение, став на шаг ближе к созданию первого в мире атомтронного устройства.

Эта юная и все еще по большей части теоретическая область, основана на идее, что атомы в необычных квантовых состояниях, могут стать альтернативой испытанному электрону в деле создания полезных устройств. Поборники этой новинки рисуют чертежи атомных версий многих традиционных электронных компонентов - начиная от проводов и батарей и заканчивая транзисторами и диодами.

В квантовом институте в городе Гейтерсберге, последипломный студент Ананд Раманатан совместно с коллегами, использует ультраохлажденный газ, который называется конденсат Бозе-Эйнштейна, для создания атомтронных датчиков. В статье, которая будет опубликована в журнале Physical Review Letters, команда сообщает о создании этого газа охлаждением атомов натрия висящих в магнитном поле. Исследователи направили на эти атомы пару лазерных лучей и дополнительно охладили их до 10 миллиардных градуса выше абсолютного нуля. Эти два луча также придали конденсату, образовавшемуся при этих низких температурах, форму сплющенного пончика с радиусом около 20 микрометров.

Вторая пара лазеров передала этому "пончику" энергию, заставив его вращаться. Так как атомы в конденсате ведут себя как единое целое, как сцепленная квантовая частица, такое кольцо не ускоряется и замедляется постепенно - оно перепрыгивает между скоростями, подобно блендеру, в который заложено несколько скоростей. Исследователи выбрали самую низкую скорость для своего кольца - около одного оборота в секунду.

Поскольку конденсат свободен от трения, это кольцо, в теории, должно вращаться вечно. Но из-за технических сложностей, вызванных ограниченным сроком жизни их конденсата, кольцо просуществовало только 40 секунд.

Оригинал (на англ. языке): Sciencenews

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов