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Le prime trasmissioni radio Atomtronic contano le onde
I circuiti oscillanti sono i cavalli di battaglia di molti dispositivi elettronici. In particolare, gli elettroni oscillanti emettono onde elettromagnetiche, un meccanismo che ha portato a una o due applicazioni in cui i lettori potrebbero essersi imbattuti.
Ora Seth Caliga e compagni dell'Università del Colorado e del National Institute for Standards and Technology di Boulder hanno costruito una versione di questo tipo di circuito che funziona con atomi anziché con elettroni.
Il loro circuito atomico genera una corrente atomica oscillante che emette onde di materia in cui gli atomi trasportano energia attraverso lo spazio.
Il cuore del loro dispositivo è un transistor atomico, una trappola optomagnetica con tre scomparti che può contenere un condensato di Bose Einstein di atomi di rubidio raffreddati quasi allo zero assoluto.
In analogia con i transistor elettronici, Caliga e compagni chiamano questi compartimenti source, gate e drain (con il gate inserito tra source e drain). La barriera ottica tra i compartimenti impedisce agli atomi di muoversi liberamente tra di loro.
Caliga e co iniziano il loro transistor atomico riempiendo il compartimento sorgente con atomi di rubidio. Questo processo è come caricare un condensatore: produce un potenziale chimico che spinge gli atomi attraverso il dispositivo, proprio come il potenziale elettrico guida gli elettroni.
Quindi abbassano le barriere per consentire agli atomi di scavare un tunnel nel cancello. Naturalmente, gli atomi possono tornare indietro, il che porta all'oscillazione.
Gli atomi sono anche in grado di eseguire tunnel dal gate allo scarico e fuori dal dispositivo. Questa è l'emissione dell'onda di materia.
Per evitare che gli atomi tornino indietro dal canale di scolo, Caliga e co zappano questa regione con un raggio laser. Questo eccita gli atomi, inviando l'onda di materia nello spazio. Ecco perché il dispositivo è analogo a un oscillatore elettronico che genera onde elettromagnetiche in una radio.
Insieme, questo laser e l'ingresso di atomi di rubidio alla sorgente sono come una batteria che alimenta il dispositivo.
Ci sono uno o due limiti, ovviamente. Il dispositivo smette di funzionare quando esaurisce gli atomi, un numero limitato dal numero di atomi in un condensato di Bose Einstein, in questo caso poche decine di migliaia.
L'unico modo per risolvere questo problema è generare una fonte continua di questi atomi, qualcosa che nessuno ha ancora capito. Ma Caliga e compagni credono che sia un problema che verrà risolto nel prossimo futuro.
Oltre a ciò, la domanda è cosa fare con un dispositivo del genere. Gli oscillatori elettronici (e quelli meccanici come gli orologi a pendolo) sono al centro di alcune delle più grandi rivoluzioni della storia umana.
Caliga e co hanno speranze altrettanto alte per il loro dispositivo: anche l'oscillatore a onde di materia potrebbe avere un ruolo significativo da svolgere nello sviluppo di sensori basati su atomi e forse nell'elaborazione delle informazioni quantistiche.
Aspetteremo di vedere. Nel frattempo, nella sezione commenti, per favore, suggerimenti sul modo in cui gli oscillatori di matterwave potrebbero migliorare il nostro destino.
Rif: http:// arxiv.org/abs/1208.3109 : Un oscillatore a transistor Matterwave