Физики создали закольцованный атомный ток

Международная коллаборация учёных заставила циркулировать ток из 100 тысяч атомов натрия. Ранее учёным удавалось лишь отправлять атомный ток из точки A в точку B.

Физики называют свой ток долгоживущим, хотя он просуществовал всего-то 40 секунд. Но это в четыре раза дольше, чем в предыдущих экспериментах.

Справа показан «пончик» из атомов, красный цвет означает большую плотность. Слева – кольцо с сектором низкой плотности конденсата, образованным при включении «лазерного барьера» (фото JQI/NIST).

Успеха добилась международная группа, которой руководил Кевин Райт (Kevin Wright) из национального института стандартов и технологий США (NIST). Он и его коллеги охладили облако атомов натрия до ультранизкой температуры, фактически превратив его в единый квантовый объект (так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна).

При помощи лазеров учёные сформировали из движущихся по кругу атомов тор (в отсутствие вращения отверстие в торе затягивалось). Получился атомный аналог незатухающего электрического тока в сверхпроводящем кольце.

Такое образование чутко реагирует на любое даже самое слабое изменение во вращении, поэтому физики прочат подобным системам использование в качестве сверхчувствительных гироскопов.

Команда Райта также заставила часть атомов тора ускориться в определённом секторе «пончика» (в дело пошёл ещё один лазерный луч, создающий энергетический барьер). Выглядит это так, будто бы в торе образовывается разрыв.

На самом деле атомы продолжают вращаться, но близ «лазерного барьера» скорость их движения увеличивается, как следствие, возникает разрежение. (При дальнейшем увеличении барьера весь поток атомов вовсе останавливается.)

Так американские физики создали квантовый аналог эффекта Джозефсона. А это — основа для создания сверхпроводящих квантовых интерферометров (СКВИДов) из ультрахолодного газа. Такие приборы пригодятся для высокочувствительных измерений магнитных полей.