由玻色-爱因斯坦凝聚态制作的原子电流电池

一种可供应超冷原子流的类似电池装置的设备已由博尔德的科罗拉多大学的物理学家们创造出来。他们的“原子电路”电池是基于玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）并可作为供应电路使用，这种电路可由晶体管制成，以及其它的利用原子而不是电子电流通过电路进行操作。电池的潜在应用包括惯性传感和量子信息处理。 qprOxP r  
u^uG_^^,
/  
]r
m=F]W/n  
　　原子电路是应用物理学的一个新领域，旨在创建采用原子电流的模拟和逻辑电路。据博尔德科罗拉多大学的Dana Anderson说明，“实际应用的设备还不存在”，他的团队专注于开发原子晶体管和简单的晶体管电路。2016年Anderson和他的同事报道了基于磁光阱含有三个潜在的能量井的晶体管的发展。 K\ ]r  
c2f$:XiM  
　　现在，Anderson，Seth Caliga 和 Cameron Straatsma创造了这种原子电流电池，在原则上，它们可以驱动晶体管和其他元件。它由铷-87气体组成，由磁场束缚在一个细长的雪茄形的区域。玻色-爱因斯坦凝聚原子的冷却是由一个非常低的温度即使原子系统中原子下降到低能量的量子态形成。 "8]170  
pk4&-iu9  
　　一个排斥的能量屏障由激光照射形成，然后从右侧到中心横扫整个陷阱，它推动所有的原子进入左侧一半的陷阱，留下右半空。然后，能量势垒随着高度降低，从而让原子从陷阱的左半部流向右半区。 sJlK
N  
cOgtBEhn  
　　与传统的那种由电驱动的电池所不同的是，这种电池是由化学势所驱动的，是与左和右的陷阱部分中许多的原子相关的驱动。“在玻色-爱因斯坦凝聚中原子互相排斥，” Anderson解释道。“他们喜欢彼此远离，他们可以通过形成原子的电流制作一个电路。” mx4*zj  
/0uinx  
　　Anderson说，一个可能的原子电流电池使用时间相干物质波，即原子会表现为物质和波两种特性。他认为，这样的源可以与物质波谐振器相结合，产生一个可以测量微小加速度惯性的传感器。“这样的电路会实现传感器的功能，与目前的原子干涉仪相比其体积更小，”他说。这种电池也可以用来将量子技术应用到所谓的“盲信号分离”中，其目的是将来自不同来源的混合信号分离出来。 [)pT{QA  
yB1>83!q  
　　Anderson也热衷于展示自己小组的原子电流晶体管的量子行为。“这就需要原子温度在50nK左右的范围”。这种低温环境已经在实验室中实现，Anderson表示这种技术演示涉及着重大的技术挑战。 8gxLL59
 
J#]yKgT  
　　这种原子电流电池在最新一期的《物理学杂志》进行了描述。