|
|
Контакты | Главная | Стартовая | Избранное | Поиск |
2007-12-21 17:32:12, обсуждение: 0
В работе [1] сотрудники института Technion (Израиль) показали, что эффект Джозефсона имеет место и в атомной системе, если последняя, как и электроны в сверхпроводнике, описывается единой волновой функцией. Они охладили газ из ~ 105 атомов 87Rb в магнитной ловушке ниже температуры перехода в сверхтекучее состояние и разделили его лазерным пучком на две части. Этот пучок выполнял ту же функцию, что и диэлектрическая прослойка в контакте сверхпроводник-диэлектрик-сверхпроводник: он не позволял атомам свободно пролетать из одной части ловушки в другую, но при этом был достаточно тонким, чтобы атомы могли туннелировать через него с ненулевой вероятностью. Быстрое смещение пучка в сторону от центра ловушки приводит к тому, что концентрация атомов в разных частях ловушки становится различной, и поэтому энергии межатомного взаимодействия (а значит и химические потенциалы) в этих частях соответствующим образом изменяются. Различие химпотенциалов здесь играет ту же роль, что разница электрических потенциалов в электронике: атомы стремятся перейти в область с низким химпотенциалом. Но интерференция двух "волн материи" из разных частей ловушки приводит к периодическому изменению направления преимущественного туннелирования атомов (рис. 1a) – как и при нестационарном эффекте Джозефсона. Если же пучок смещать достаточно медленно, то концентрации атомов (и химпотенциалы) в обеих частях конденсата остаются одинаковыми, и через пучок-барьер течет "атомный сверхток" (рис. 1b) – как при стационарном эффекте Джозефсона.
Рис. 1. Эффект Джозефсона в бозе-конденсате атомов 87Rb: a - нестационарный: быстрое перемещение пучка-барьера индуцирует периодическое "перетекание" атомов из одной части ловушки в другую и обратно; b - стационарный: при медленном перемещении пучка атомы туннелируют только в одном направлении, так что атомные концентрации в обеих частях ловушки остаются одинаковыми (при этом скорость перемещения пучка должна быть меньше критической величины vc ≈ 40 мкм/с – по аналогии с критическим током в сверхпроводниковом джозефсоновском контакте).
Бозе-эйнштейновский конденсат – вещь достаточно сложная в изготовлении и очень деликатная в обращении. Поэтому вряд ли атомный эффект Джозефсона найдет такое же широкое применение, как электронный. И, тем не менее, авторы [1] все же не исключают перспективы его практического использования в чрезвычайно чувствительных датчиках вращения для систем навигации ракет и самолетов. Но гораздо больше пользы он может принести фундаментальной науке. В первую очередь это связано с простотой контроля проницаемости "лазерного барьера" (достаточно изменить мощность лазера) и с возможностью регулировки силы межатомного взаимодействия. Вот только температура должна быть очень низкой. Но тут уж ничего не поделаешь… S.Levy et al., Nature 449, 579 (2007).
Л.Опенов
• БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
|