Um novo dispositivo que depende do fluxo de nuvens de átomos ultracold promete testes potenciais da interseção entre a estranheza do mundo quântico e a familiaridade do mundo macroscópico que experimentamos todos os dias. O dispositivo de interferência quântica supercondutor atomtrônico (SQUID) também é potencialmente útil para medições de rotação ultrassensível e como um componente em computadores quânticos.

"Em um SQUID convencional, a interferência quântica em correntes de elétrons pode ser usada para fazer um dos detectores de campo magnético mais sensíveis, "disse Changhyun Ryu, um físico do grupo de Física de Materiais e Aplicações Quânticas no Laboratório Nacional de Los Alamos. "Usamos átomos neutros em vez de elétrons carregados. Em vez de responder a campos magnéticos, a versão atomtrônica de um SQUID é sensível à rotação mecânica. "

Embora pequeno, com apenas cerca de 10 milionésimos de metro de diâmetro, o SQUID atomtrônico é milhares de vezes maior do que as moléculas e átomos que são tipicamente governados pelas leis da mecânica quântica. A escala relativamente grande do dispositivo permite que ele teste teorias do realismo macroscópico, o que poderia ajudar a explicar como o mundo com o qual estamos familiarizados é compatível com a estranheza quântica que rege o universo em escalas muito pequenas. Em um nível mais pragmático, Os SQUIDs atomtrônicos podem oferecer sensores de rotação altamente sensíveis ou realizar cálculos como parte de computadores quânticos.

Os pesquisadores criaram o dispositivo prendendo átomos frios em uma folha de luz laser. Um segundo laser cruzando os padrões "pintados" da folha que guiou os átomos em dois semicírculos separados por pequenas lacunas conhecidas como Junções Josephson.

Quando o SQUID é girado e as junções Josephson são movidas uma em direção à outra, as populações de átomos nos semicírculos mudam como resultado da interferência mecânica quântica de correntes através das junções de Josephson. Contando os átomos em cada seção do semicírculo, os pesquisadores podem determinar com muita precisão a taxa de rotação do sistema.

Como o primeiro protótipo atomtronic SQUID, o dispositivo ainda tem um longo caminho a percorrer antes de levar a novos sistemas de orientação ou percepções sobre a conexão entre os mundos quântico e clássico. Os pesquisadores esperam que a ampliação do dispositivo para produzir SQUIDs atomtrônicos de maior diâmetro possa abrir a porta para aplicações práticas e novos insights da mecânica quântica.