Un nuevo dispositivo que se basa en nubes fluidas de átomos ultrafríos promete pruebas potenciales de la intersección entre la rareza del mundo cuántico y la familiaridad del mundo macroscópico que experimentamos todos los días. El dispositivo de interferencia cuántica superconductora atomtronic (SQUID) también es potencialmente útil para mediciones de rotación ultrasensibles y como componente en computadoras cuánticas.

"En un CALAMAR convencional, la interferencia cuántica en las corrientes de electrones se puede utilizar para fabricar uno de los detectores de campo magnético más sensibles, "dijo Changhyun Ryu, un físico del grupo Quantum de Física de Materiales y Aplicaciones del Laboratorio Nacional de Los Alamos. "Usamos átomos neutros en lugar de electrones cargados. En lugar de responder a campos magnéticos, la versión atomtrónica de un SQUID es sensible a la rotación mecánica ".

Aunque pequeño, con solo unas 10 millonésimas de metro de ancho, El CALAMAR atomtrónico es miles de veces más grande que las moléculas y átomos que normalmente se rigen por las leyes de la mecánica cuántica. La escala relativamente grande del dispositivo le permite probar las teorías del realismo macroscópico, lo que podría ayudar a explicar cómo el mundo con el que estamos familiarizados es compatible con la rareza cuántica que gobierna el universo en escalas muy pequeñas. En un nivel más pragmático, Los SQUID atomtronic podrían ofrecer sensores de rotación altamente sensibles o realizar cálculos como parte de las computadoras cuánticas.

Los investigadores crearon el dispositivo atrapando átomos fríos en una hoja de luz láser. Un segundo láser que cruza la hoja "pintó" patrones que guiaron a los átomos en dos semicírculos separados por pequeños espacios conocidos como Josephson Junctions.

Cuando se gira el SQUID y los empalmes Josephson se mueven uno hacia el otro, las poblaciones de átomos en los semicírculos cambian como resultado de la interferencia mecánica cuántica de las corrientes a través de Josephson Junctions. Contando los átomos en cada sección del semicírculo, los investigadores pueden determinar con mucha precisión la velocidad a la que gira el sistema.

Como primer prototipo de SQUID atomtronic, el dispositivo tiene un largo camino por recorrer antes de que pueda conducir a nuevos sistemas de guía o conocimientos sobre la conexión entre los mundos cuántico y clásico. Los investigadores esperan que escalar el dispositivo para producir SQUID atomtrónicos de mayor diámetro podría abrir la puerta a aplicaciones prácticas y nuevos conocimientos de la mecánica cuántica.