В декабре текущего года появилась информация о создании первого российского чипа на холодных атомах, предназначенного для отечественных космических аппаратов. Разработка — результат совместных усилий специалистов НИУ ВШЭ, Института спектроскопии РАН и МФТИ. В чем особенность использования холодных атомов и как можно применять данную технологию?
Назначение устройства
По заявлению экспертов, существуют две ключевых сферы эксплуатации:
- Для работы атомных часов, которые нужны для функционирования перспективных космических аппаратов.
- Регистрация гравитационных волн (в качестве дополнительной функции).
«Атомные часы — прибор для измерения времени, в котором в качестве периодического процесса используются собственные колебания, связанные с процессами, происходящими на уровне атомов или молекул».
Сейчас — это самый точный механизм измерения времени. Атомные часы служат в качестве инструмента навигации спутников, а значит, данная разработка выводит космическую отрасль на новую ступень.
Что касается самого чипа, то благодаря нему захватываются и удерживаются атомы, которые доведены до сверхнизкой температуры. Любопытно, что технология была разработана еще 50 лет назад. Как пишет Научно-образовательный портал IQ Высшей школы экономики:
«Уже в конце 1970-х учёные Института спектроскопии РАН доказали, что атомарные газы можно эффективно охлаждать лазерным излучением, и провели первый в мире эксперимент».
На фоне сказанного вызывает недоумение тот факт, что у России до нынешнего момента не имелось собственного атомного чипа, хотя часы в то же время были. Над последними хорошо потрудились специалисты ВНИИФТРИ, создав одно из лучших в мире изделий, не уступая тем же США. Так что наша страна уже далеко не новичок в этой сфере, но разработка чипа — несколько иное направление. Он предоставляет более широкий спектр возможностей в сфере изучения космоса и процессов в нем.
IT-проект SFERA — один из самых ярких и амбициозных в России. Компания разрабатывает многофункциональное мобильное приложение, релиз которого совсем скоро. Подробнее читайте по ссылке. Скачивайте приложение в раннем доступе здесь. Спасибо!
Особенности чипа на холодных атомах
Температура атома зависит от энергии и скорости движения. Соответственно, чем меньше энергии, тем ниже скорость, и тем холоднее атом. Чтобы достичь желаемых показателей, необходимо особым образом организовать лазерные поля рядом с чипом. Так, температуру атомов рубидия понизили приблизительно до 200 мкК, и, как итог, они не могут покинуть магнитные ловушки, которые формирует непосредственно чип.
Новый отечественный чип представляет собой пластинку из кремния с расположенными на ней микропроводами. Согласно изданию «Коммерсантъ»:
«При пропускании через провода электрического тока вокруг чипа образуются магнитные поля, которые взаимодействуют друг с другом, из-за чего в определенной точке возникает минимум магнитного поля. Атомам энергетически выгодно находиться в областях минимума, поэтому именно в таких ловушках ученые захватывают атомы и затем работают с ними».
Характерно, что чип может выступать и в качестве ресурса холодных атомов, и как отдельное оборудование. Например, исследователи планируют при помощи него фиксировать гравитационные волны, существование которых, к слову, было совсем недавно доказано. Помимо прочего, атомные чипы подойдут и для изучения темной энергии. Правда, такой проект будет реализован мировым сообществом не ранее чем через 10 лет.
Остается только гадать, насколько далеко зайдет развитие данной области. Сейчас Россия демонстрирует очень впечатляющие результаты. А что принесут в будущем исследования, проведенные с использованием чипов на холодных атомах, даже сложно представить.
Благодарим за интерес к нашему каналу! Подпишитесь и поставьте лайк!
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
