Transistor atomtronic: un potencial híbrido magnético y óptico crea un confinamiento atómico, así como la compuerta de túnel entre la fuente y el drenaje (crédito: Seth C. Caliga et al.)
Científicos de la Universidad de Colorado y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, de los Estados Unidos, han construido un “circuito oscilador de ondas de materia” -uno que funciona con átomos en lugar de electrones, reportó Technology Review Physics.
El corazón del dispositivo es un “transistor atomtronic” -una trampa optomagnética con tres compartimentos que puede contener un Condensado Bose Einstein de átomos de rubidio enfriados casi hasta el cero absoluto.
Los científicos llaman a estos compartimentos fuente, compuerta y drenaje (con la compuerta entre la fuente y el drenaje). La barrera óptica entre los compartimentos previene a los átomos de moverse libremente entre ellos.
Iniciaron su atomtronic llenando su fuente de átomos de rubidio. Este proceso es similar a cargar un capacitor: produce un potencial químico que empuja los átomos a través del dispositivo, de la misma manera en que un potencial eléctrico lo hace con los electrones.
Posteriormente bajan las barreras y permiten que los átomos entren (túnel) en la compuerta; los átomos pueden tunelear de regreso igualmente, lo que conduce a la oscilación.
Los átomos también pueden tunelear de la compuerta al drenaje y salir del dispositivo. Esta es la emisión de onda de materia.
Para prevenir a los átomos regresar a través del drenaje, los científicos cierran esta región con un rayo láser. Esto excita los átomos, enviando así la onda de materia al espacio. Es por eso que este dispositivo es similar a un oscilador electrónico que genera ondas electromagnéticas de radio.
Juntos, tanto el láser como la entrada de átomos de rubidio en la fuente, son como una batería que alimenta de poder el dispositivo.
Hay una o dos limitaciones: el dispositivo deja de funcionar cuando se agotan los átomos de rubidio, un número que es limitado por el número de átomos del Condensado Bose Einstein, en este caso unas decenas de miles. La única manera de solucionar esto es tener una fuente continua de estos átomos, algo que nadie ha intentado hasta el momento.
Sin embargo, “el oscilador de ondas de materia podría jugar un papel significativo en el desarrollo de sensores basados en átomos y quizá en el procesamiento de información cuántica”, indicaron los investigadores.
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