Primeras emisiones de radio Atomtronic Matter Waves

Los circuitos oscilantes son los caballos de batalla de muchos dispositivos electrónicos. En particular, los electrones oscilantes emiten ondas electromagnéticas, un mecanismo que ha dado lugar a una o dos aplicaciones que los lectores pueden haber encontrado.

Ahora Seth Caliga y sus amigos de la Universidad de Colorado y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Boulder han construido una versión de este tipo de circuito que funciona con átomos en lugar de electrones.

Su circuito atomtrónico genera una corriente atómica oscilante que emite ondas de materia en las que los átomos transportan energía a través del espacio.

El corazón de su dispositivo es un transistor atomtrónico, una trampa optomagnética con tres compartimentos que puede contener un condensado Bose Einstein de átomos de rubidio enfriado casi hasta el cero absoluto.

En una analogía con los transistores electrónicos, Caliga y compañía llaman a estos compartimentos fuente, compuerta y drenaje (con la compuerta intercalada entre la fuente y el drenaje). La barrera óptica entre los compartimentos evita que los átomos se muevan libremente entre ellos.

Caliga y sus colegas inician su transistor atomtrónico llenando el compartimento de la fuente con átomos de rubidio. Este proceso es como cargar un condensador: produce un potencial químico que empuja a los átomos a través del dispositivo, al igual que el potencial eléctrico impulsa a los electrones.

Luego bajan las barreras para permitir que los átomos entren en la puerta. Por supuesto, los átomos pueden retroceder de nuevo, lo que conduce a la oscilación.

Los átomos también pueden hacer un túnel desde la puerta hasta el desagüe y salir del dispositivo. Esta es la emisión de ondas de materia.

Para evitar que los átomos vuelvan a hacer un túnel desde el drenaje, Caliga y Co zapan esta región con un rayo láser. Esto excita a los átomos y envía la onda de materia al espacio. Es por eso que el dispositivo es análogo a un oscilador electrónico que genera ondas electromagnéticas en una radio.

Juntos, este láser y la entrada de átomos de rubidio a la fuente son como una batería que alimenta el dispositivo.

Hay una o dos limitaciones, por supuesto. El dispositivo deja de funcionar cuando se queda sin átomos, un número que está limitado por el número de átomos en un condensado de Bose Einstein, en este caso unas pocas decenas de miles.

La única forma de solucionar esto es generar una fuente continua de estos átomos, algo que nadie ha resuelto todavía. Pero Caliga y compañía creen que es un problema que se resolverá en un futuro próximo.

Más allá de eso, la pregunta es qué hacer con tal dispositivo. Los osciladores electrónicos (y los mecánicos, como los relojes de pie) se encuentran en el centro de algunas de las mayores revoluciones de la historia de la humanidad.

Caliga y compañía tienen esperanzas igualmente altas para su dispositivo: el oscilador de ondas de materia también puede tener un papel importante que desempeñar en el desarrollo de sensores basados ​​en átomos, y quizás en el procesamiento de información cuántica.

Estaremos esperando para ver. Mientras tanto, sugerencias sobre la forma en que los osciladores de ondas de materia pueden mejorar nuestro lote en la sección de comentarios, por favor.

Ref: http: // arxiv.org/abs/1208.3109 : Un oscilador de transistor Matterwave

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