Atomtronics - Atomtronics

Atomtronics er en ny retning innenfor ultracold atomfysikk som omfatter et bredt spekter av emner Med guidet atom uansett bølger . Systemene inkluderer vanligvis komponenter som er analoge med de som finnes i elektroniske eller optiske systemer, slik som stråledelere og transistorer . Applikasjoner spenner fra studier av grunnleggende fysikk til utvikling av praktiske enheter.

Etymologi

Atomtronics er et portmanteau av "atom" og " elektronikk ", med henvisning til opprettelsen av atomanaloger av elektroniske komponenter, som transistorer og dioder , og også elektroniske materialer som halvledere . Feltet i seg selv har betydelig overlapping med atomoptikk og kvantesimulering , og er ikke strengt begrenset til utvikling av elektronisk-lignende komponenter.

Metodikk

Tre hovedelementer kreves for en atomtronic-krets. Den første er et Bose-Einstein-kondensat , som er nødvendig for dets sammenhengende og superfluide egenskaper, selv om en ultrakold Fermi-gass også kan brukes til visse bruksområder. Det andre er et skreddersydd fangstpotensial, som kan genereres optisk , magnetisk eller ved hjelp av en kombinasjon av begge. Det siste elementet er en metode for å indusere bevegelse av atomer innenfor potensialet, som kan oppnås på en rekke måter. For eksempel kan en transistorlignende atomtronic-krets realiseres av en ringformet felle delt i to av to bevegelige svake barrierer, med de to separate delene av ringen som fungerer som avløp og kilde, og barrierer som fungerer som porten . Når barrierer beveger seg, flyter atomer fra kilden til avløpet. Det er nå mulig å koherente materiebølger over avstander opptil 40 cm i ringformede atomtroniske materiebølgeledere.

applikasjoner

Feltet atomtronics er fortsatt veldig ungt. Eventuelle ordninger som hittil er realisert, er bevis på prinsippet. Søknadene inkluderer:

Hindringer for utvikling av praktiske sensinginnretninger skyldes i stor grad de tekniske utfordringene ved å lage Bose-Einstein-kondensater, ettersom de krever store laboratoriebaserte oppsett som ikke er lett egnet for transport, selv om å lage bærbare eksperimentelle oppsett er et aktivt forskningsområde.

Referanser

Eksterne linker

  • Elizabeth Gibney (februar 2014). "Atom kretser et skritt nærmere" . Natur . Hentet 2015-05-07 .
  • Andrew J. Daley (juli 2015). "Mot en Atomtronic Diode" . Fysikk.