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El Nevatron
20 de Diciembre de 2001.
 Ingenieros y físicos del Georgia Institute of Technology han demostrado el funcionamiento del primer anillo de almacenamiento capaz de confinar y guiar un flujo de átomos neutros ultra-fríos a través de una trayectoria circular. El sistema es un primer paso hacia las futuras "fibras ópticas de átomos".
El Nevatron es una guía de ondas que usa campos magnéticos generados por diminutos cables eléctricos para guiar átomos de baja energía. Los científicos creen que algún día se podrán transmitir átomos ordinarios no cargados de una forma parecida a como lo hacen las actuales fibras ópticas con la luz.
Los anillos de almacenamiento convencionales tienen el objetivo de incrementar la energía de las partículas confinadas más allá de la escala de TeV (tera-electronvoltios). Sin embargo, el Nevatron se centra en el régimen opuesto, y utiliza átomos ultra-fríos con energías de neV (nano-electronvoltios).
El Nevatron, según Michael Chapman, uno de los físicos que participan en este trabajo, es además el anillo de almacenamiento atómico más pequeño del mundo. Tiene sólo 2 cm de diámetro.
Algunos ingenieros creen que podrá servir como punto de partida para la creación de un interferómetro atómico. Este dispositivo mejoraría la precisión de los sistemas de guía inerciales utilizados en la aviación comercial. En la actualidad, los aviones usan interferómetros ópticos en los que un rayo de luz es dividido en dos separados que viajan en direcciones opuestas a través de espirales de fibra óptica. Observando cómo afectan a los dos rayos los cambios de velocidad y dirección del avión, lo cual se logra recombinándolos con un interferómetro, el instrumento mide con gran precisión el movimiento del aeroplano.
Pero átomos mucho más pesados viajando en anillos se verían afectados de forma más dramática por los cambios de dirección de un avión. Un interferómetro atómico mediría los desplazamientos de fase en la onda de deBroglie, un efecto cuántico asociado a los átomos, y el resultado final sería una precisión infinitamente superior en el control de los movimientos del vehículo. Según Chapman, la sensibilidad de estos giroscopios sería proporcional al área ocupada por el interferómetro y la masa de la partícula (la cual es mayor en diez órdenes de magnitud a la masa -relativista- de un fotón óptico).
Ya existen interferómetros atómicos, pero son demasiado grandes para ser aplicados a un avión. Por eso, la tecnología del Nevatron es tan interesante. El equipo de Chapman debe conseguir dividir un rayo de átomos y hacer que los dos resultantes circulen en direcciones opuestas dentro de un anillo circular.
Pero el Nevatron también tiene el potencial de ser aplicado en otros campos. Por ejemplo, permitirá la creación de rayos atómicos monocromáticos que algún día dejarán paso al desarrollo de un láser atómico con una salida continua.
En los experimentos, el Nevatron trabaja en una cámara de vacío. En primer lugar se usa una trampa magneto-óptica estándar (MOT), que emplea una combinación de campos magnéticos y rayos láser para confinar unos cuantos millones de átomos de rubidio, frenando al mismo tiempo su velocidad (hasta unos 10 cm/seg).
Cuando alcanzan la temperatura apropiada (unos 3 grados Kelvin sobre el cero absoluto), los campos magnéticos y los rayos láser son apagados. Eso permite que los átomos ultra-fríos fluyan debido a la gravedad a través de una especie de "embudo" hecho con dos cables que transportan corriente, situados a un milímetro de distancia uno del otro. El embudo se encargará ahora de guiar a los átomos hasta el anillo de almacenamiento, donde serán confinados por campos magnéticos generados por cables eléctricos paralelos.
Las observaciones permitieron contemplar a las nubes de átomos dando hasta siete revoluciones alrededor del anillo a una velocidad media de aproximadamente 1 m/s. Los átomos se acaban deteniendo debido a las imperfecciones internas, pero ya se prevén modificaciones que aumentarán exponencialmente el número de giros posibles.
Información adicional en:
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