I vortici trasformano i BEC in giroscopi

Quando si tratta di costruire giroscopi, gli interferometri a onde di materia conquistano tutto. Invia un raggio di materia attorno ai bracci di un interferometro e ottieni una sensibilità di circa 10 ordini di grandezza superiore rispetto ai fotoni.

Ma c'è un problema. Mentre è semplice costruire specchi e divisori di fascio per i fotoni, è estremamente difficile farlo per le onde di materia. Di conseguenza, gli interferometri ad onda materia sono macchine costose e fastidiose.

Ora Jonathan Dowling della Louisiana State University, a Baton Rouge, e un paio di amici hanno escogitato un modo migliore per costruire giroscopi basati sulla materia che dovrebbero essere più piccoli, più economici e più stabili.

L'idea è di effettuare la misurazione utilizzando un condensato di Bose-Einstein, un insieme di atomi che è stato raffreddato in uno stato in cui condividono la stessa esistenza.

I BEC sono stati studiati intensamente nei 15 anni dalla loro creazione. I fisici sanno, ad esempio, che è possibile creare vortici all'interno dei BEC facendoli zapping con un raggio di luce elicoidale creato facendolo passare attraverso una lastra olografica.

Il trucco che Dowling e co hanno escogitato è creare una sovrapposizione di vortici controrotanti all'interno di un BEC usando questa tecnica. Questo dovrebbe creare uno schema di interferenza nella densità degli atomi nel BEC che può essere facilmente misurato fotografandolo.

E poiché questo schema dovrebbe cambiare mentre il BEC ruota, il sistema è perfetto per la giroscopia.

Dowling e gli amici calcolano che un singolo giroscopio BEC che misura solo pochi millimetri quadrati dovrebbe essere sensibile quasi quanto un interferometro materia-onda di diversi metri quadrati. Utilizzando una serie di molti giroscopi BEC, dovrebbe essere possibile aumentare notevolmente la sensibilità. E poiché il dispositivo non richiede specchi d'onda o divisori di raggio, dovrebbe essere notevolmente più semplice e facile da usare.

È un'idea intelligente con un potenziale considerevole. La domanda ora è chi può costruirne uno e in quanto tempo.

Rif: arxiv.org/abs/0907.1138 : Giroscopio ad onda di materia ultra stabile con sovrapposizioni di vortici controrotanti nei condensati di Bose-Einstein

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