美观察到原子线路中滞后效应有助于制造新设备

　　据英国《自然》杂志近日报道，美国马里兰大学帕克分校的物理学家格里琛·坎普贝尔领导的研究团队首次在超冷的“原子线路”中观察到了对电子设备来说至关重要的“滞后现象”，最新研究是原子技术领域的一个里程碑，有助于科学家们使用原子而非电子的流动制造出一系列全新设备。

　　在原子线路中，原子云处于超冷状态，形成一个名为玻色—爱因斯坦凝聚态(BEC)的量子状态，处于这种奇特状态的大量原子的行为就像单个粒子一样。这种凝聚态也能“变身”为超流体，这意味着，原子能毫无阻滞地流过障碍物，且能在环形陷阱内流动。坎普贝尔表示，迄今为止，原子技术主要停留在理论阶段，但其在研制全新的量子设备方面拥有巨大的潜能。

　　滞后现象是指一个系统的物理性质强烈依赖于所施加扰动的历史，在包括硬盘驱动器和磁通门磁力计等在内的电子线路中被广泛利用，并且是射频超导量子干涉装置发挥功能所必需的。滞后现象也是“超流体性”的基础，曾被预测会出现在超流体原子气体如BEC中。

　　在最新研究中，坎普贝尔团队在环状陷阱中捕获到了钠原子，并将其冷却到绝对零度之上十亿分之几度，直到这些原子呈现出超冷状态。随后，他们使用一台激光器作为一个桨状物来搅动环中的原子，轻微的搅动并不会让它们流动，然而，到达一个关键的旋转速度后，所有原子突然开始流动，且旋转速度比桨状物还快。随后，他们让该实验倒退，在超流体中以电流开始，接着用一个桨状物让其速度减慢，科学家们发现，流动突然停止的点比它突然开始运动的点低。坎普贝尔说：“我们知道这会发生，但并不确定能否精确控制这套系统从而看到这一行为。”

　　科学家们表示，原子技术并不会直接取代电子技术，因为原子电路比电子电路更大且运行更慢。但原子电路有其独特的优势，比如其在旋转传感器(在宇宙飞船和飞机定位方面扮演重要角色)等应用领域就非常有用。德国汉堡大学的理论物理学家路德维希·马蒂表示，原子设备或许能执行基本的量子计算。

　　坎普贝尔补充道，因为原子内的超流体与超导体内毫无阻滞流动的电子类似，研究原子技术制成的晶体管有助于推动超导体的理论研究。不过，她也承认，实用的原子设备还需要很长时间才能研制成功，“我们正在慢慢摸索如何控制系统，我相信，前途一片光明”。