Les vortex transforment les BEC en gyroscopes

Lorsqu'il s'agit de construire des gyroscopes, les interféromètres à ondes de matière conquièrent tout. Envoyez un faisceau de matière autour des bras d'un interféromètre et vous obtenez une sensibilité de 10 ordres de grandeur supérieure à celle des photons.

Mais il y a un problème. S'il est simple de construire des miroirs et des séparateurs de faisceaux pour les photons, il est extrêmement difficile de le faire pour les ondes de matière. En conséquence, les interféromètres à ondes de matière sont des machines coûteuses et gênantes.

Maintenant, Jonathan Dowling de la Louisiana State University, à Baton Rouge, et quelques amis ont trouvé un meilleur moyen de construire des gyroscopes basés sur la matière qui devraient être plus petits, moins chers et plus stables.

L'idée est de faire la mesure à l'aide d'un condensat de Bose-Einstein, un ensemble d'atomes qui ont été refroidis jusqu'à un état dans lequel ils partagent la même existence.

Les BEC ont fait l'objet d'études intensives au cours des 15 années qui ont suivi leur création. Les physiciens savent, par exemple, qu'il est possible de créer des tourbillons à l'intérieur des BEC en les zappant avec un faisceau lumineux hélicoïdal créé en le faisant passer à travers une plaque holographique.

L'astuce proposée par Dowling et ses collaborateurs consiste à créer une superposition de tourbillons contrarotatifs à l'intérieur d'un BEC en utilisant cette technique. Cela devrait créer un motif d'interférence dans la densité d'atomes dans le BEC qui peut être facilement mesuré en le photographiant.

Et comme ce modèle devrait changer au fur et à mesure que le BEC tourne, le système est parfait pour la gyroscopie.

Dowling et ses amis ont calculé qu'un seul gyroscope BEC mesurant à peine quelques millimètres carrés devrait être presque aussi sensible qu'un interféromètre à ondes de matière de plusieurs mètres carrés. En utilisant un ensemble de nombreux gyroscopes BEC, il devrait être possible d'augmenter considérablement la sensibilité. Et comme l'appareil ne nécessite pas de miroirs à ondes de matière ou de séparateurs de faisceaux, il devrait être considérablement plus simple et plus facile à utiliser.

C'est une idée intelligente avec un potentiel considérable. La question est maintenant de savoir qui peut en construire un et dans combien de temps.

Réf : arxiv.org/abs/0907.1138 : Gyroscopie à ondes de matière ultra-stable avec superpositions de vortex contrarotatifs dans les condensats de Bose-Einstein

cacher