Les premières émissions de radio d'Atomtronic Matter Waves

Les circuits oscillants sont les chevaux de bataille de nombreux appareils électroniques. En particulier, les électrons oscillants émettent des ondes électromagnétiques, un mécanisme qui a conduit à une ou deux applications que les lecteurs ont pu rencontrer.

Maintenant, Seth Caliga et des amis de l'Université du Colorado et du National Institute for Standards and Technology de Boulder ont construit une version de ce type de circuit qui fonctionne avec des atomes plutôt qu'avec des électrons.

Leur circuit atomique génère un courant atomique oscillant qui émet des ondes de matière dans lesquelles les atomes transportent de l'énergie à travers l'espace.

Le cœur de leur appareil est un transistor atomique, un piège optomagnétique à trois compartiments pouvant contenir un condensat d'atomes de rubidium de Bose Einstein refroidi presque au zéro absolu.

Par analogie avec les transistors électroniques, Caliga et co appellent ces compartiments la source, la grille et le drain (avec la grille prise en sandwich entre la source et le drain). La barrière optique entre les compartiments empêche les atomes de se déplacer librement entre eux.

Caliga et co initient leur transistor atomique en remplissant le compartiment source d'atomes de rubidium. Ce processus est comme charger un condensateur : il produit un potentiel chimique qui pousse les atomes à travers l'appareil, tout comme le potentiel électrique entraîne les électrons.

Ils abaissent ensuite les barrières pour permettre aux atomes de pénétrer dans la porte. Bien sûr, les atomes peuvent à nouveau creuser un tunnel, ce qui conduit à l'oscillation.

Les atomes sont également capables de passer de la grille au drain et hors de l'appareil. C'est l'émission des ondes de matière.

Pour empêcher les atomes de retourner à nouveau du drain, Caliga et co-zapper cette région avec un faisceau laser. Cela excite les atomes, envoyant la matière dans l'espace. C'est pourquoi l'appareil est analogue à un oscillateur électronique générant des ondes électromagnétiques dans une radio.

Ensemble, ce laser et l'apport d'atomes de rubidium à la source sont comme une batterie qui alimente l'appareil.

Il y a bien sûr une ou deux limitations. L'appareil cesse de fonctionner lorsqu'il n'a plus d'atomes, un nombre limité par le nombre d'atomes dans un condensat de Bose Einstein, en l'occurrence quelques dizaines de milliers.

La seule façon de résoudre ce problème est de générer une source continue de ces atomes, quelque chose que personne n'a encore élaboré. Mais Caliga et ses collègues pensent que c'est un problème qui sera résolu dans un proche avenir.

Au-delà, la question est de savoir quoi faire avec un tel appareil. Les oscillateurs électroniques (et mécaniques tels que les horloges grand-père) sont au cœur de certaines des plus grandes révolutions de l'histoire de l'humanité.

Caliga et co ont des espoirs tout aussi élevés pour leur appareil : l'oscillateur à ondes de matière peut également avoir un rôle important à jouer dans le développement de capteurs à base d'atomes, et peut-être dans le traitement de l'information quantique.

On attendra de voir. En attendant, des suggestions sur la façon dont les oscillateurs à ondes de matière pourraient améliorer notre sort dans la section commentaires, s'il vous plaît.

Réf : http:// arxiv.org/abs/1208.3109 : Un oscillateur à transistor Matterwave

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