Вадим Дудченко
Администратор портала

Новое устройство, которое опирается на текучие облака ультрахолодных атомов, обещает потенциальные испытания пересечения между странностями квантового мира и привычностью макроскопического мира, который мы испытываем каждый день. Сверхпроводящее квантовое Интерференционное устройство atomtronic (SQUID) также потенциально полезно для сверхчувствительных измерений вращения и в качестве компонента в квантовых компьютерах.

"В обычном кальмаре квантовая интерференция в электронных токах может быть использована для создания одного из самых чувствительных детекторов магнитного поля", - сказал Чанхюн Рю, физик из квантовой группы физики материалов и приложений в Лос-Аламосской Национальной лаборатории. - Мы используем нейтральные атомы, а не заряженные электроны. Вместо того чтобы реагировать на магнитные поля, атомтронная версия кальмара чувствительна к механическому вращению."

Схема показывает полукруглые ловушки, разделяющие облака атомов, которые квантово-механически интерферируют при вращении устройства.

Хотя атомтронный прототип и невелик, всего около десяти миллионных долей метра в поперечнике, он в тысячи раз больше молекул и атомов, которые обычно управляются законами квантовой механики. Относительно большой масштаб устройства позволяет ему проверить теории макроскопического реализма, которые могли бы помочь объяснить, как мир, с которым мы знакомы, совместим с квантовой странностью, которая управляет Вселенной в очень малых масштабах. На более прагматичном уровне атомтронные частицы могли бы предложить высокочувствительные датчики вращения или выполнять вычисления в составе квантовых компьютеров.

Исследователи создали устройство, поймав холодные атомы в лист лазерного света. Второй лазер, пересекающий лист, "нарисовал" узоры, которые направляли атомы в два полукруга, разделенных небольшими промежутками, известными как джозефсоновские переходы.

Когда прототип вращается и джозефсоновские переходы движутся навстречу друг другу, популяции атомов в полукругах изменяются в результате квантово-механической интерференции токов через джозефсоновские переходы. Подсчитав атомы в каждой секции полукруга, исследователи могут очень точно определить скорость вращения системы.

Как первый прототип, устройство должно пройти долгий путь, прежде чем оно сможет привести к новым системам наведения или прозрению связи между квантовым и классическим мирами. Исследователи ожидают, что масштабирование устройства до получения атомтронных частиц большего диаметра может открыть дверь для практического применения и новых квантово-механических открытий.

 



Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц