Нова електроника се зове – Атомтроника

Физичари су измислили нову врсту кола који је тек мало више од балончића гаса који титра у ласерском зраку.

Наводећи атоме ултрахладног гаса да теку као струја која се може контролисати, укључивати и искључивати по потреби, научници су закорачили ка изградњи првог уређаја "на атомструју" (atomtronik device).

Атомтроника је још увијек у повоју, углавном више теоријско поље које се базира на идеји да атоми у неуобичајеним квантним стањима могу да послуже као алтернатива електрону за направу корисних уређаја. Заговорници ове идеје смислили су план како да традиционалне компоненте електронике замијене атомском верзијом – како оне од жица и батерија, тако и транзисторе и диоде.
У Joint Quantum Institute у Гаитерсбургу Мериленд., дипломирани студент Ананд Раманатхан и његове колеге надају се да ће уз помоћ ултрахладног гаса, Босе-Еинстеин кондензата, успјети да направе атомтроничке сензоре.

У Physical Review Letters објавили су рад у којем описују како су добили овај гас хлађењем атома натријума ухваћених магнетним пољима. Онда су атоме заробили паром укрштених ласерских зрака и даље хладили до мање од 10 милијардитог степена изнад апсолутне нуле. Два зрака су обликовала кондензат у две спљоштене крофне пречника око 20 микрометара.

"Све је требало обавити изузетно пажљиво", рекао је Раманатхан. "Цијели подухват морао је да протекне глатко, да бисмо били сигурни да имперфекције нису одиграле какву улогу".

Други пар ласера пренио је енергију до ‘крофне’ да би је покренуо да ротира. Пошто се атоми у кондензату понашају као појединачне, кохерентне квантне честице, такав прстен материје не убрзава или успорава постепено, већ скаче између различитих брзина. Научници су изабрали најнижу брзину за свој прстен, приближно један обртај сваке секунде.

Пошто у кондензату нема отпора, овај прстен би, барем теоретски, ротирао заувијек. Ограничени техничким потешкоћама, тим је успио да њихов прстен ротира четрдесетак секунди, што је животни вијек њиховог кондензата.

"Ово је први пут да је неко баш направио прстенасти кондензат", ракла Gretchen Campbell, члан тима и физичар. "Надамо се да ћемо моћи да искористимо овај кондензант на начин како су суперпроводници искоришћени да би се унапредијили уређаји и сензори".

За свој подухват Кембелова је нашла инспирацију у СQУИД (superconducting quantum inteferens device), врло осјетљивом магнетометру, који се користи за мјерење изузетно слабих магнетних поља у суперпроводним колима.

Користећи сличан принцип, Кемпеблов тим верује да би се од Босе-Еинстеин кондензата могао добити изузетно осјетљив ротациони сензор. У прстен кондензата додали су "слабу карику" – баријеру помоћу плавог ласера која би могла да убрза или затвори ток. Теоријски, ако се кондензант одржава у мирном стању а баријера доведе на ротациони сензор, баријера би проузроковала изненадан скок у струји на неким ротационим брзинама.

Покушај да се направи неки атомтроник уређај је само један од на туце сличних у лабораторијама широм свијета. "Други ће направити неку другу ‘алатку’ коју ћемо моћи да користимо, биће то ‘алатке из атомтроник кутије’", каже Дана Андерсон, физичар на Универзитету Колорадо, Боулдер.

Сви се надају да ће се атоми у неким апликацијама показати као много интересантнији од електрона.