Содержание
Атомотроника – развивающаяся подотрасль физики сверххолодных атомов, касающаяся широкого спектра тем, связанных с направленными волнами Де Бройля.
Как правило, такие системы содержат компоненты, копирующие аналоги из электронных или оптических систем (светоделители и транзисторы). Отрасли применения варьируются от фундаментальной физики до разработки прикладных устройств.
Этимология
Понятие «Атомотроника» появилось после слияния терминов «атом» и «электроника», что связано с созданием атомных аналогов электронных компонентов типа транзисторов и диодов, а также – таких материалов для электроники, как полупроводники. Сама отрасль сильно связана с атомной оптикой и квантовой симуляцией, и не ограничивается только разработкой компонентов, аналогичных электронике.
Методология
Для атомотронной схемы необходимо три главных элемента. Первый – конденсат Бозе-Эйнштейна, необходимый из-за своих свойств когерентности и сверхтекучести, хотя сверххолодный газ Ферми также можно использовать для определенных целей. Второй компонент – специальный потенциал удержания, который можно создать при помощи оптических пинцетов, магнитны ловушек или обоих способов. Последний элемент – это метод индуцирования движения атомов внутри поля с потенциалом, что возможно несколькими способами. К примеру, атомотронная схема, аналогичная транзистору, может быть создана посредством кольцевой ловушки, попарно разделенной движущимися слабыми барьерами, где два отдельных фрагмента кольца выполняют функцию отвода и источника, а барьеры будут выполнять функцию шлюза. По мере движения барьеров атомы переходят от источника к отводу. Сейчас возможно последовательно направить волны де Бройля на расстояния до 40 см по кольцевидному атомотронному направляющему механизму.
Применение
Область атомотроники – очень молода. Все реализуемые сегодня схемы находятся на стадии проверки и подтверждения принципов действия. Среди потенциальных отраслей применения присутствуют:
- Гравиметрия
- Определение углового положения (посредством эффекта Саньяка)
- Квантовые вычисления
Препятствиями для разработки реальных датчиков служат технические сложности при создании конденсата Бозе-Эйнштейна, так как они требуют громоздких лабораторных систем, которые сложно перевозить, хотя сейчас активной областью исследования является создание портативных экспериментальных систем.
Другие статьи: