UN NUEVO FENÓMENO "ONDA ATÓMICA" QUE ATRAPA A LOS ÁTOMOS - Calendae | Informática, Electrónica, CMS, Ciberseguridad

UN NUEVO FENÓMENO «ONDA ATÓMICA» QUE ATRAPA A LOS ÁTOMOS

Hola y mil gracias por leerme. Te habla Simón Sánchez y en esta ocasión te voy a contar sobre UN NUEVO FENÓMENO «ONDA ATÓMICA» QUE ATRAPA A LOS ÁTOMOS

NOTICIAS DE CIENCIA E INGENIERÍA

Los físicos financiados por la Oficina de Investigación Naval de la Universidad de Rice han demostrado por primera vez que los átomos ultrafríos pueden formar trenes de «solitones» brillantes, haces de ondas localizadas que mantienen una forma constante a medida que se propagan. La investigación se describe en la edición del 9 de mayo de Nature. «Debido a que pueden transportar datos a grandes distancias sin el uso de amplificadores de señal, los solitones de luz se utilizan en redes de comunicaciones ópticas de ultra alta velocidad», dice Peter Reynolds, director del programa ONR. «Tales trenes solitones de nivel atómico podrían fomentar aplicaciones de desarrollos ya nuevos, como los láseres atómicos».

Los experimentos involucran un condensado de Bose-Einstein (BEC), obtenido por primera vez en 1995 con el apoyo de ONR. Un BEC es una colección de átomos que se enfrían hasta el punto en que las fuerzas misteriosas y contraintuitivas de la mecánica cuántica toman el control, lo que hace que los átomos pierdan su identidad individual y se comporten no como partículas individuales, sino como una sola onda. colectivo. Para crear un BEC, los físicos confinan firmemente los átomos en campos magnéticos y los enfrían usando láseres y evaporación hasta que alcanzan una temperatura que es aproximadamente mil millones de veces más fría que la temperatura ambiente.

Como cualquier onda confinada, los condensados ​​de Bose-Einstein tienden a dispersarse rápidamente cuando se liberan del confinamiento. En los últimos experimentos, los científicos de Rice atraparon átomos en un BEC en un haz de luz estrecho que solo permitía que los átomos se movieran en una sola línea de filas. Manipulando las fuerzas entre átomos de tal manera que los átomos se atraigan entre sí, los físicos han podido crear solitones atómicos, ondas atómicas cuya auto-atracción se equilibra perfectamente con su tendencia a dispersarse. Este equilibrio entre los efectos en competencia es un sello distintivo de los solitones. Los solitones ocurren en una variedad de otros fenómenos de ondas, pero la primera observación fue de una onda de agua que no se extendía a través de un canal en Escocia en 1834.

En el mundo de la óptica, los solitones de luz se han creado enviando pulsos de luz a lo largo de fibras ópticas especialmente diseñadas. A diferencia de los datos típicos de las redes de telecomunicaciones, que deben reforzarse con «repetidores» que amplifican la señal a intervalos regulares, estas señales no se dispersan ni se debilitan a medida que viajan por la fibra. En los presentes experimentos, los investigadores observaron «trenes de solitones» atómicos, grupos de hasta 15 solitones alineados de extremo a extremo. Se observó que estos solitones se propagaban sin extenderse durante varios segundos.

«Varios segundos son una eternidad para un rayo de ondas localizado», señala Reynolds.

Las técnicas que se están desarrollando para controlar la materia en los experimentos de BEC podrían eventualmente usarse para hacer mediciones extremadamente precisas … que es exactamente la razón por la que la Marina está interesada. El mismo principio que hace que los láseres sean útiles en los giroscopios interferométricos de fibra óptica podría aplicarse con láseres atómicos para formar giroscopios de ondas de materia que son millones o quizás miles de millones de veces más sensibles. En el mundo de los submarinos, los giroscopios son un ingrediente esencial en la navegación porque el acceso frecuente al GPS no siempre es posible.

«Hace cuarenta años, nadie imaginaba que los láseres se usarían para reproducir música en nuestros automóviles o escanear nuestra comida en la caja del supermercado», dijo el investigador principal de la ONR, Randall G. Hulet, profesor de Física Fayez Sarofim y Astronomía del arroz. «Los investigadores de BEC se encuentran actualmente en una situación similar». “Estamos dando nuestro primer vistazo a un maravilloso mundo de fenómenos cuánticos a escala atómica. No hay forma de saber exactamente qué podría pasar ”, agrega Hulet.

«En términos de posibles aplicaciones navales, solo estamos rascando la punta del iceberg», dice Reynolds.

En 1995, el grupo de investigación de Hulet creó el primer BEC a partir de átomos de litio, algo que algunos teóricos habían predicho que no se podría hacer debido a la atracción entre los átomos. Estudios adicionales de este nuevo sistema BEC llevaron a la observación directa del crecimiento y colapso del condensado. Esto proporcionó una nueva visión de los gases Bose con interacciones débiles y sentó las bases para los experimentos de solitones recién completados.

La investigación actual se describe en detalle en «Formación y propagación de trenes de ondas de solitón de la materia», por Kevin E. Strecker, Guthrie B. Partridge, Andrew G. Truscott y Randall G. Hulet. Strecker y Partridge son estudiantes graduados de Rice. Truscott, anteriormente becario postdoctoral en Rice, ahora forma parte de la facultad de la Universidad Nacional Australiana en Canberra. La investigación de Hulet también está patrocinada por la National Science Foundation, la National Aeronautics and Space Administration y la Welch Foundation.

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