Virpuļi Pārvērš BEC par žiroskopiem


Kad runa ir par žiroskopu būvniecību, matērijas viļņu interferometri iekaro visu. Nosūtiet matērijas staru ap interferometra svirām, un jūs iegūsit par 10 pakāpēm lielāku jutību nekā ar fotoniem.

Bet ir problēma. Lai gan ir vienkārši izveidot spoguļus un staru sadalītājus fotoniem, to ir ārkārtīgi grūti izdarīt matērijas viļņiem. Tā rezultātā matērijas viļņu interferometri ir dārgas, apgrūtinošas iekārtas.





Tagad Džonatans Daulings no Luiziānas štata universitātes Batonrūžā un pāris draugi ir izdomājuši labāku veidu, kā izveidot uz vielu balstītus žiroskopus, kuriem vajadzētu būt mazākiem, lētākiem un stabilākiem.

Ideja ir veikt mērījumus, izmantojot Bose-Einstein Condensate, atomu kolekciju, kas ir atdzesēta līdz stāvoklim, kurā tiem ir tāda pati eksistence.

BEC ir intensīvi pētītas 15 gadu laikā kopš to pirmās izveides. Fiziķi, piemēram, zina, ka ir iespējams izveidot virpuļus BEC iekšienē, saspiežot tos ar spirālveida gaismas staru, kas izveidots, izlaižot to caur hologrāfisku plāksni.



Dowling un co ir izdomājuši, ka, izmantojot šo paņēmienu, BEC iekšpusē tiek radīta pretēji rotējošu virpuļu superpozīcija. Tam vajadzētu izveidot traucējumu modeli BEC atomu blīvumam, ko var viegli izmērīt, fotografējot to.

Un tā kā šim modelim vajadzētu mainīties, kad BEC griežas, sistēma ir lieliski piemērota žiroskopijai.

Dowlings un draugi aprēķina, ka vienam BEC žiroskopam, kura izmērs ir tikai daži kvadrātveida milimetri, jābūt gandrīz tikpat jutīgam kā matērijas viļņu interferometram, kura izmērs ir vairāki kvadrātmetri. Izmantojot daudzu BEC žiroskopu masīvu, vajadzētu būt iespējai ievērojami palielināt jutību. Un tā kā ierīcei nav nepieciešami matērijas viļņu spoguļi vai staru sadalītāji, tai jābūt ievērojami vienkāršākai un vieglāk lietojamai.



Tā ir gudra ideja ar ievērojamu potenciālu. Tagad jautājums ir par to, kurš un cik ātri to var uzbūvēt.

Atsauce: arxiv.org/abs/0907.1138 : īpaši stabila matērijas-viļņu žiroskopija ar pretēji rotējošu virpuļu superpozīciju Bozes-Einšteina kondensātos

paslēpties