Атомтроника - Википедия - Atomtronics

Атомтроника это новая область ультрахолодная атомная физика который охватывает широкий круг тем с управляемыми атомными волны материи. Системы обычно включают компоненты, аналогичные тем, которые находятся в электронный или же оптический системы, такие как светоделители и транзисторы. Приложения варьируются от исследований фундаментальных физика к разработке практических устройств.

Этимология

Атомтроника - это сокращение от «атома» и «электроника ", в отношении создания атомных аналогов электронных компонентов, таких как транзисторы и диоды, а также электронные материалы, такие как полупроводники.[1] Само поле в значительной степени перекрывается с атомная оптика и квантовое моделирование, и не ограничивается строго разработкой электронных компонентов.[2][3]

Методология

Для схемы атомной электроники требуются три основных элемента. Первый - это Конденсат Бозе-Эйнштейна, что необходимо для его последовательный и сверхтекучий свойства, хотя и ультрахолодный Ферми газ также может использоваться для определенных приложений. Второй - индивидуальный потенциал улавливания, который может быть создан оптически, магнитно или используя их комбинацию. Последний элемент - это метод стимулирования движения атомов в пределах потенциала, который может быть достигнут несколькими способами. Например, подобная транзистору атомная электронная схема может быть реализована кольцевой ловушкой, разделенной на две части двумя подвижными слабыми барьерами, причем две отдельные части кольца действуют как сток и исток, а барьеры действуют как затвор. . По мере движения барьеров атомы перетекают из источника в сток.[4] Теперь стало возможно когерентно направлять материальные волны на расстояние до 40 см в кольцевых атомно-электронных волноводах материальных волн.[5]

Приложения

Область атомной электроники еще очень молода. Любые схемы, реализованные на данный момент, являются принципиальными. Приложения включают:

Препятствия на пути разработки практических измерительных устройств в значительной степени связаны с техническими проблемами создания конденсатов Бозе-Эйнштейна, поскольку они требуют громоздких лабораторных установок, которые нелегко транспортировать, хотя создание портативных экспериментальных установок является активной областью исследований.

Рекомендации

  1. ^ Б. Т. Симан, М. Кремер, Д. З. Андерсон и М. Дж. Холланд, «Атомтроника: аналоги электронных устройств на ультрахолодных атомах» - Физический обзор A Дои:10.1103 / PhysRevA.75.023615 [1]
  2. ^ Л. Амико, А. Остерло, Ф.С. Каталиотти «Системы многих квантовых частиц в кольцевых оптических решетках» - Письма с физическими проверками Дои:10.1103 / PhysRevLett.95.063201 [2],
  3. ^ Р. Лабуви, Б. Сантра, С. Хойн, С. Вимбергер и Х. Отт «Отрицательная дифференциальная проводимость во взаимодействующем квантовом газе» - Письма с физическими проверками Дои:10.1103 / PhysRevLett.115.050601 [3]
  4. ^ Ф. Енджеевский, С. Эккель, Н. Мюррей, К. Ланье, М. Эдвардс, К. Дж. Лобб и Г. К. Кэмпбелл, "Резистивный поток в слабо взаимодействующем конденсате Бозе-Эйнштейна" - Письма с физическими проверками Дои:10.1103 / PhysRevLett.113.045305 [4]
  5. ^ С. Панди, Х. Мас, Г. Другакис, П. Теккеппатт, В. Болпаси, Г. Василакис, К. Пулиос и В. фон Клитцинг, «Гиперзвуковые конденсаты Бозе – Эйнштейна в кольцах ускорителей» - Природа Дои:10.1038 / s41586-019-1273-5 [5]

внешняя ссылка

  • Элизабет Гибни (февраль 2014 г.). «Атомные схемы на шаг ближе». Природа. Получено 2015-05-07.
  • Эндрю Дж. Дейли (июль 2015 г.). «К атомному диоду». Физика.