Η σημαντική ανακάλυψη από ερευνητές του ΙΤΕ
Έναν πολύ μικρό σε μέγεθος κυκλικό επιταχυντή ουδέτερων ατόμων, ο οποίος είναι σε θέση να επιταχύνει συμπυκνώματα Bose-Einstein σε ταχύτητες μεγαλύτερες από την ταχύτητα του ήχου και να τα μεταφέρει σε αποστάσεις ρεκόρ, δημιούργησαν επιστήμονες στο Ινστιτούτο Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ (ΙΗΔΛ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) στην Κρήτη.
Ο επιταχυντής, μεγέθους μόλις ενός χιλιοστού, λειτουργεί όπως ο επιταχυντής του CERN, που έχει μέγεθος χιλιομέτρων και χρησιμοποιεί φορτισμένα σωματίδια. Με τη νέα ανακάλυψη αυτή, όπως αναφέρει το ΙΤΕ σε σχετική ανακοίνωση, ανοίγει ο δρόμος για νέες κβαντικές τεχνολογίες, ικανές να δημιουργήσουν εξαιρετικά ευαίσθητους αισθητήρες περιστροφής και βαρύτητας.
Τα κυκλώματα ατόμων μοιάζουν με τα ηλεκτρονικά κυκλώματα, αλλά λειτουργούν με ουδέτερα άτομα αντί για ηλεκτρόνια. Τα άτομα αυτά, προερχόμενα από συμπυκνώματα Bose-Einstein (μια κατάσταση της ύλης όπου τα άτομα χάνουν τον εντοπισμένο χαρακτήρα τους και όλα βρίσκονται παντού στο συμπύκνωμα την ίδια στιγμή, στην ίδια κβαντική κατάσταση), συμπεριφέρονται περισσότερο σαν κύματα παρά σαν μεμονωμένα σωματίδια γι’ αυτό ονομάζονται «υλικά κύματα».
Επειδή τα υλικά κύματα εμφανίζουν φαινόμενα συμβολής όπως όλα τα κύματα, έχουν την ικανότητα να ανιχνεύουν ακόμη και ελάχιστες μεταβολές του περιβάλλοντός τους. Μπορούν, για παράδειγμα, να διακρίνουν μικροσκοπικές μεταβολές στο βαρυτικό πεδίο της Γης, που ενδεχομένως να προέρχονται από την ύπαρξη κοιτασμάτων φυσικού αερίου ή πετρελαίου.
Είναι επομένως πολλά υποσχόμενα, όσον αφορά την κατασκευή κβαντικών συσκευών εξαιρετικά μικρών διαστάσεων, που θα μπορούν να μετρήσουν μικροσκοπικές δυνάμεις ή περιστροφές. Σύμφωνα με το Αθηναϊκό – Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων, τέτοιες συσκευές θα μπορούσαν μελλοντικά να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση του κλίματος της Γης, ανιχνεύοντας τα επίπεδα νερού στην έρημο ή για την αναζήτηση ορυκτών και πετρελαίου.
Θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην πλοήγηση, εκεί όπου το GPS μπορεί να αποτυγχάνει, στα αεροσκάφη ή στα πλοία λόγω κακόβουλων επιθέσεων ή όπου δεν είναι διαθέσιμο, π.χ. στα βάθη των ωκεανών. Επιπλέον, είναι πιθανό στο μέλλον να χρησιμεύσουν ως φορητοί κβαντικοί προσομοιωτές για να επιλύουν σύνθετα υπολογιστικά προβλήματα.
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον γερμανικής καταγωγής ερευνητή από το 2005 του ΙΤΕ, δρ Βολφ φον Κλίτσινγκ, που έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Nature, θα χρησιμοποιήσει αυτόν τον μίνι κυκλικό επιταχυντή τύπου CERN για να μελετήσει θεμελιώδη θέματα της Φυσικής, όπως οι ιδιότητες των υπερρευστών συμπυκνωμάτων Bose-Einstein και οι συγκρούσεις μεταξύ ατόμων.
Στο εγγύς μέλλον σχεδιάζουν να κατασκευάσουν ένα ατομικό γυροσκόπιο χιλιοστομετρικών διαστάσεων και ένα αισθητήρα βαρύτητας βασισμένο στους συγκεκριμένους κυματοδηγούς.