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» » Los físicos crean un condensado Bose-Einstein como un SQUID

Más información: Physics.World.com .
por Tim Wogan, 18 de enero 2013

Físicos de EE.UU. han desarrollado el análogo de un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID) que reemplaza el superconductor del condensado de Bose-Einstein (BEC) y mide la rotación en vez del flujo magnético. Esperan que la investigación conduzca al desarrollo de nuevos giroscopios ultrasensibles .

El SQUID es un dispositivo bien establecido y extremadamente sensible que sirve para medir los campos magnéticos que se encuentran en una amplia gama de aplicaciones comerciales. En su corazón hay un bucle superconductor, fracturado por una o dos uniones Josephson. Éstas son barreras delgadas de un material no-superconductor que conduce los pares de electrones a través del efecto túnel.

Los SQUID se basan en el hecho de que los electrones superconducidos están todos representados por la misma función de onda, que se extiende alrededor del bucle e incluye las uniones. Esto significa que la corriente que fluye alrededor del bucle (y por lo tanto, el flujo magnético a través del bucle) se cuantiza en valores distintos. Si el flujo magnético del bucle aumenta o disminuye, hay una oscilación en el voltaje a través de las uniones Josephson cada vez que cambia el flujo magnético en unos cuantos. Estos cuantos son muy pequeños y, por tanto, producen un cambio extremadamente pequeño en el flujo magnético que puede medirse contando las oscilaciones de voltaje.

Un condensado de Bose-Einstein (BEC) se asemeja a un superconductor, ya que se trata de una colección de átomos ultrafríos que están representados por la misma función de onda y fluye como un superfluido sin resistencia mecánica. Si un BEC está confinado en un bucle, el superfluido puede fluir a su alrededor para siempre -al menos en principio-, y el momento angular del BEC se cuantiza de igual modo que en un circuito superconductor.

Esta no es la primera vez que un superfluido se ha utilizado para medir la rotación. Los giroscopios cuánticos utilizan helio líquido para realizar mediciones muy sensibles de, por ejemplo, la rotación de la Tierra. Campbell cree que la nueva estructura tiene una ventaja significativa sobre el superfluido de los giroscopios de helio. "Una vez que hacemos nuestras uniones con rayos láser, podemos sintonizarlas", dice ella. Esto podría hacer al giroscopio más sensible, sugiere, porque la alteración de la potencia del haz de láser verde afecta a la velocidad crítica angular a la que se produce el desplazamiento de fase. Los investigadores están estudiando ahora con más detalle y precisión cómo se comporta el condensado en una trampa óptica para permitirnos sintonizarlo con eficacia..


Ilustración de cómo un toro BEC es cortado por un láser verde. El láser está rotado alrededor del eje del toroide, de manera que el corte se mueve a través suyo. (Cortesía: K C Wright et al. 2013 Phys. Rev. Lett.).

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