211service.com
Eerste Atomtronic-radio-uitzendingen zijn belangrijk voor golven
Oscillerende circuits zijn de werkpaarden van veel elektronische apparaten. Met name oscillerende elektronen zenden elektromagnetische golven uit, een mechanisme dat heeft geleid tot een of twee toepassingen die lezers mogelijk zijn tegengekomen.
Nu hebben Seth Caliga en vrienden van de Universiteit van Colorado en het National Institute for Standards and Technology in Boulder een versie van dit soort circuit gebouwd dat werkt met atomen in plaats van elektronen.
Hun atomtronische circuit genereert een oscillerende atoomstroom die materiegolven uitzendt waarin atomen energie door de ruimte transporteren.
Het hart van hun apparaat is een atomtronische transistor - een optomagnetische val met drie compartimenten die een Bose Einstein-condensaat van rubidiumatomen kan bevatten dat bijna tot het absolute nulpunt is afgekoeld.
In analogie met elektronische transistors noemen Caliga en co deze compartimenten de source, gate en drain (met de gate ingeklemd tussen source en drain). De optische barrière tussen de compartimenten verhindert dat atomen vrij tussen de compartimenten kunnen bewegen.
Caliga en co initiëren hun atomtronische transistor door het broncompartiment te vullen met rubidium-atomen. Dit proces is als het opladen van een condensator: het produceert een chemisch potentieel dat atomen door het apparaat duwt, net zoals elektrisch potentieel elektronen aandrijft.
Vervolgens verlagen ze de barrières zodat atomen in de poort kunnen tunnelen. Natuurlijk kunnen de atomen weer terug tunnelen, wat leidt tot de oscillatie.
De atomen kunnen ook tunnelen van de poort naar de afvoer en uit het apparaat. Dit is de emissie van materiegolven.
Om te voorkomen dat de atomen weer terug tunnelen vanuit de afvoer, zappen Caliga en co dit gebied met een laserstraal. Dit prikkelt de atomen en stuurt de materiegolf de ruimte in. Daarom is het apparaat analoog aan een elektronische oscillator die elektromagnetische golven in een radio genereert.
Samen zijn deze laser en de invoer van rubidium-atomen naar de bron als een batterij die het apparaat van stroom voorziet.
Er zijn natuurlijk een of twee beperkingen. Het apparaat stopt met werken als het geen atomen meer heeft, een aantal dat wordt beperkt door het aantal atomen in een Bose Einstein-condensaat, in dit geval enkele tienduizenden.
De enige manier om dit op te lossen is om een continue bron van deze atomen te genereren, iets wat nog niemand heeft uitgewerkt. Maar Caliga en co geloven dat het een probleem is dat in de nabije toekomst zal worden opgelost.
Verder is het de vraag wat je met zo'n apparaat moet doen. Elektronische oscillatoren (en mechanische zoals staande klokken) vormen de kern van enkele van de grootste revoluties in de menselijke geschiedenis.
Caliga en co hebben even hoge verwachtingen van hun apparaat: de matterwave-oscillator kan ook een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van op atomen gebaseerde sensoren en misschien bij de verwerking van kwantuminformatie.
We wachten om te zien. In de tussentijd, suggesties voor de manier waarop matterwave-oscillatoren ons lot kunnen verbeteren, aub in de commentarensectie.
Referentie: http:// arxiv.org/abs/1208.3109 : Een Matterwave Transistor Oscillator