由玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)制作的原子電流電池
一種可供應超冷原子流的類似電池裝置的設備已由博爾德的科羅拉多大學的物理學家們創(chuàng)造出來。他們的“原子電路”電池是基于玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)并可作為供應電路使用,這種電路可由晶體管制成,以及其它的利用原子而不是電子電流通過電路進行操作。電池的潛在應用包括慣性傳感和量子信息處理。 ![]() 原子電路是應用物理學的一個新領域,旨在創(chuàng)建采用原子電流的模擬和邏輯電路。據(jù)博爾德科羅拉多大學的Dana Anderson說明,“實際應用的設備還不存在”,他的團隊專注于開發(fā)原子晶體管和簡單的晶體管電路。2016年Anderson和他的同事報道了基于磁光阱含有三個潛在的能量井的晶體管的發(fā)展。 現(xiàn)在,Anderson,Seth Caliga 和 Cameron Straatsma創(chuàng)造了這種原子電流電池,在原則上,它們可以驅動晶體管和其他元件。它由銣-87氣體組成,由磁場束縛在一個細長的雪茄形的區(qū)域。玻色-愛因斯坦凝聚原子的冷卻是由一個非常低的溫度即使原子系統(tǒng)中原子下降到低能量的量子態(tài)形成。 一個排斥的能量屏障由激光照射形成,然后從右側到中心橫掃整個陷阱,它推動所有的原子進入左側一半的陷阱,留下右半空。然后,能量勢壘隨著高度降低,從而讓原子從陷阱的左半部流向右半?yún)^(qū)。 與傳統(tǒng)的那種由電驅動的電池所不同的是,這種電池是由化學勢所驅動的,是與左和右的陷阱部分中許多的原子相關的驅動!霸诓I-愛因斯坦凝聚中原子互相排斥,” Anderson解釋道。“他們喜歡彼此遠離,他們可以通過形成原子的電流制作一個電路! Anderson說,一個可能的原子電流電池使用時間相干物質波,即原子會表現(xiàn)為物質和波兩種特性。他認為,這樣的源可以與物質波諧振器相結合,產(chǎn)生一個可以測量微小加速度慣性的傳感器!斑@樣的電路會實現(xiàn)傳感器的功能,與目前的原子干涉儀相比其體積更小,”他說。這種電池也可以用來將量子技術應用到所謂的“盲信號分離”中,其目的是將來自不同來源的混合信號分離出來。 Anderson也熱衷于展示自己小組的原子電流晶體管的量子行為!斑@就需要原子溫度在50nK左右的范圍”。這種低溫環(huán)境已經(jīng)在實驗室中實現(xiàn),Anderson表示這種技術演示涉及著重大的技術挑戰(zhàn)。 |