Атомотроніка
Атомтроніка - це нова галузь фізики ультрахолодних атомів[en], яка охоплює широкий спектр тем, що містять керовані хвилі атомів речовини. Системи, як правило, включають компоненти, аналогічні тим, що зустрічаються в електронних або оптичних системах, такі як дільники променя і транзистори. Застосування варіюється від вивчення фундаментальної фізики до розробки практичних приладів.
Етимологія[ред. | ред. код]
Атомтроніка - це скорочення "атом" та "електроніка", що стосується створення атомних аналогів електронних компонентів, таких як транзистори та діоди, а також електронних матеріалів, таких як напівпровідники. [1] Сама галузь значно перекривається з атомною оптикою[en] та квантовою симуляцією і не обмежується виключно розробкою подібних на електронні компонентів. [2][3]
Методологія[ред. | ред. код]
Три основні елементи потрібні для атомтронного ланцюга. Перший - це конденсат Бозе-Ейнштейна, який необхідний для його когерентних і надплинних властивостей, хоча ультрахолодний газ Фермі також може використовуватися для певних застосувань. Другий - це спеціальний потенціал захоплення, який може бути сформований оптичним випромінюванням, магнітною пасткою[en] або за допомогою їх комбінації. Остаточний елемент - це метод збудження руху атомів у межах потенціалу, що може бути досягнуто різними способами. Наприклад, транзистороподібний атомтронний ланцюг може бути реалізований кільцеподібною пасткою, розділеною на дві дві частини рухомими слабкими бар'єрами, причому дві окремі частини кільця виконують роль стоку та витоку, а бар'єри виконують роль затвора . Під час руху бар’єрів атоми перетікають від витоку до стоку. [4] Тепер можна когерентно направляти хвилі речовини на відстані до 40 см у кільцевих направляючих атомних хвиль речовин. [5]
Програми[ред. | ред. код]
Сфера атомтроніки ще дуже молода. Будь-які реалізовані на сьогодні схеми є доведенням принципів. Програми включають:
- вимірювання обертання за допомогою ефекту Саньяка;
Перешкоди на шляху розробки практичних приладів значною мірою зумовлені технічними проблемами створення конденсатів Бозе-Ейнштейна, оскільки вони вимагають громіздких лабораторних установок, важко придатних для транспортування, хоча створення портативних експериментальних установок є активною сферою досліджень.
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ B. T. Seaman, M. Krämer, D. Z. Anderson, and M. J. Holland, "Atomtronics: Ultracold-atom analogs of electronic devices" – Physical Review A DOI:10.1103/PhysRevA.75.023615 [1]
- ↑ L. Amico, A. Osterloh, and F.S. Cataliotti "Quantum Many Particle Systems in Ring-Shaped Optical Lattices" – Physical Review Letters DOI:10.1103/PhysRevLett.95.063201 [2] [Архівовано 10 листопада 2021 у Wayback Machine.],
- ↑ R. Labouvie, B. Santra, S. Heun, S. Wimberger, and H. Ott "Negative Differential Conductivity in an Interacting Quantum Gas" — Physical Review Letters DOI:10.1103/PhysRevLett.115.050601 [3] [Архівовано 28 травня 2020 у Wayback Machine.]
- ↑ F. Jendrzejewski, S. Eckel, N. Murray, C. Lanier, M. Edwards, C. J. Lobb, and G. K. Campbell, "Resistive Flow in a Weakly Interacting Bose-Einstein Condensate" – Physical Review Letters DOI:10.1103/PhysRevLett.113.045305 [4] [Архівовано 21 липня 2020 у Wayback Machine.]
- ↑ S. Pandey, H. Mas, G. Drougakis, P. Thekkeppatt, V. Bolpasi, G. Vasilakis, K. Poulios, and W. von Klitzing, "Hypersonic Bose–Einstein condensates in accelerator rings" – Nature DOI:10.1038/s41586-019-1273-5 [5]
Посилання[ред. | ред. код]
- Elizabeth Gibney (February 2014). Atom circuits a step closer. Nature. Архів оригіналу за 12 листопада 2020. Процитовано 7 травня 2015.
- Andrew J. Daley (July 2015). Towards an Atomtronic Diode. Physics. Архів оригіналу за 2 червня 2018. Процитовано 7 грудня 2020.
| ||||||||
