Учёные воссоздали эффект Джозефсона с помощью ультрахолодных атомов
Немецкие исследователи из Университета Кайзерслаутерна-Ландау (RPTU) смоделировали ключевой квантовый эффект, используя не сверхпроводники, а ультрахолодные атомы. В эксперименте они разделили два конденсата Бозе-Эйнштейна (температурой 30 нК) с помощью тончайшего оптического барьера, созданного лазером.
Эксперимент проходил в вакуумной камере. На фото: профессор Хервиг Отт и доктор Эрик Бернхарт. Автор: RPTU, Thomas Koziel
Эта система воспроизвела поведение джозефсоновского контакта — структуры из двух сверхпроводников, разделённых изолятором, которая лежит в основе многих квантовых компьютеров и высокоточных датчиков (например, для медицинской магнитоэнцефалографии).
Учёные наблюдали в атомной системе так называемые ступени Шапиро — квантованные плато напряжения, которые являются универсальным явлением и лежат в основе мирового стандарта вольта. «Тот факт, что этот эффект теперь проявляется в совершенно другой физической системе, подтверждает его универсальность», — заявил профессор Хервиг Отт.
Работа, опубликованная в журнале Science, является наглядным примером квантового моделирования, когда сложная система переносится в более удобную для наблюдения среду. В будущем команда планирует соединять такие «атомные» блоки в целые схемы («атомтроника»), где вместо электронов будут течь атомы, что позволит напрямую наблюдать когерентные волновые эффекты.
Дополнительная информация: Erik Bernhart et al, Observation of Shapiro steps in an ultracold atomic Josephson junction, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ads9061
0 комментариев