Un nouvel appareil qui repose sur des nuages ​​flottants d’atomes extremely-froids promet des assessments potentiels de l’intersection entre l’étrangeté du monde quantique et la familiarité du monde macroscopique que nous vivons chaque jour. Le dispositif d’interférence à QUantum supraconducteur atomtronique (SQUID) est également potentiellement utile pour les mesures de rotation ultrasensibles et en tant que composant dans les ordinateurs quantiques.



« Dans un SQUID conventionnel, l’interférence quantique dans les courants d’électrons peut être utilisée pour fabriquer l’un des détecteurs de champ magnétique les plus sensibles », a déclaré Changhyun Ryu, physicien du groupe Quantum Physique des matériaux et applications au Los Alamos Nationwide Laboratory. « Nous utilisons des atomes neutres plutôt que des électrons chargés. Au lieu de répondre aux champs magnétiques, la version atomtronique d’un SQUID est wise à la rotation mécanique. »

Bien que petit, à seulement environ dix millionièmes de mètre de diamètre, le SQUID atomtronique est des milliers de fois in addition gros que les molécules et les atomes qui sont généralement régis par les lois de la mécanique quantique. L’échelle relativement grande de l’appareil lui permet de tester les théories du réalisme macroscopique, ce qui pourrait aider à expliquer comment le monde que nous connaissons est appropriate avec l’étrangeté quantique qui régit l’univers à de très petites échelles. Sur un prepare as well as pragmatique, les SQUID atomtroniques pourraient offrir des capteurs de rotation très sensibles ou effectuer des calculs dans le cadre d’ordinateurs quantiques.



Les chercheurs ont créé l’appareil en piégeant des atomes froids dans une feuille de lumière laser. Un deuxième laser coupant les motifs « peints » de la feuille qui guidait les atomes dans deux demi-cercles séparés par de petits espaces connus sous le nom de Josephson Junctions.

Lorsque le SQUID est tourné et que les jonctions Josephson sont rapprochées, les populations d’atomes dans les demi-cercles changent en raison de l’interférence mécanique quantique des courants à travers les jonctions Josephson. En comptant les atomes dans chaque section du demi-cercle, les chercheurs peuvent déterminer très précisément la vitesse de rotation du système.

En tant que premier prototype de SQUID atomtronique, le dispositif a encore un prolonged chemin à parcourir avant de pouvoir conduire à de nouveaux systèmes de guidage ou à des informations sur la connexion entre les mondes quantique et classique. Les chercheurs s’attendent à ce que la mise à l’échelle de l’appareil pour produire des SQUID atomtroniques de in addition grand diamètre pourrait ouvrir la porte à des applications pratiques et à de nouvelles connaissances en mécanique quantique.