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

• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции
• Телескоп «Джеймс Уэбб» показал рождение тысяч новых звёзд в «Омара»
• GE Aerospace испытала гиперзвуковой двигатель без движущихся частей