211service.com
Blauwdruk voor een kwantumelektromotor
Hoe klein kun je een elektromotor maken? Vandaag beschrijven Alexey Ponomarev van de Universiteit van Augsburg in Duitsland en een paar vrienden hoe je dit met slechts twee atomen moet doen. Ja, een elektromotor gemaakt van slechts twee ultrakoude atomen.
Hun motor bestaat uit één neutraal atoom en één geladen atoom gevangen in een ringvormig optisch rooster. De atomen springen van de ene plaats in het rooster naar de andere terwijl ze door de ring reizen. Door deze ring in een wisselend magnetisch veld te plaatsen, worden de voorwaarden geschapen die nodig zijn om het geladen atoom rond de ring te laten bewegen.
Het starten van de motor is echter een andere zaak. Het kickstarten van de motor vereist een soort asymmetrie die wordt geleverd door een combinatie van een symmetrie-brekend aandrijfveld en de aanwezigheid van het neutrale atoom, waar het geladen atoom effectief tegen afstoot.
Het resultaat is een kwantum-elektrische wisselstroommotor waarvan Ponomarev en co bewijzen dat ze nuttig werk kunnen doen.
Hun paper is de eerste gedetailleerde analyse van hoe zo'n motor werkt en onder welke omstandigheden deze het beste werkt, maar merkwaardig genoeg blijkt dat een team van de Universiteit van Glasgow in het VK in 2007 daadwerkelijk een van deze kwantummotoren heeft gebouwd, die ze een optisch reuzenrad voor ultrakoude atomen genoemd.
De volgende stap, zeggen Ponomarev en co, is om de motor te bevestigen aan een nanoscopische resonator, zoals een springplank of nanopaddestoel, en deze te laten trillen. Als je dat kunt doen, zeggen ze, zou je een klassiek object aandrijven met behulp van een kwantummotor. Nu is er een truc.
Referentie: arxiv.org/abs/0909.2813 : Quantummachine die koude atomen gebruikt