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智科眼: 双语看懂新世界
量子物理学 950
Atomtronics(Atomtronics) manipulates(操纵) atoms(原子) much(much) in(in) the way(方式) that(that) electronics(电子) manipulates(操纵) electrons(电子).(.) It() carries(承载) the promise(承诺) of(of) highly(高度) compact(紧凑) quantum(量子) devices(器件) which(which) can(可以) measure(测量) incredibly() small(微小) forces() or() tiny() rotations(旋转).(.) Such(Such) devices(设备) might(可能) one(one) day() be(be) used(使用) to(to) monitor(监测) Earth(地球)'s('s) status(状况) by(通过) sensing(感知) water levels(水位) in(in) the desert(沙漠) or() in(in) the search(寻找) for(for) minerals(矿物) and() oil(石油).(.) They(它们) will() also() be(be) used() in(in) navigation(导航),(,) when(when) GPS(GPS) fails(故障) on(on) planes(飞机) or() ships() due to(由于) malicious(恶意) attacks(攻击) or() simply(仅仅) because(由于) it() is(is) not() available(可用),(,) e.g.(例如) in(in) the deep seas(深海).(.) They(他们) might(可能) also() one(one) day() act as(充当) portable(便携式) quantum(量子) simulators(模拟器) solving(解决) complex(复杂的) computational(计算) tasks(任务).(.)
Coherent(相干) atomtronics(电子) manipulates(操纵) atoms(原子) in(in) the form(形式) of(of) matterwaves() originating(源自) from(from) Bose(玻色)-()Einstein(爱因斯坦) condensates(凝聚体) (a((a) state of matter(物质状态) in(in) which(其中) all(所有) the atoms(原子) lose(失去) their() individual(个体) identity(特征) and() become(成为) one(一个) single(单一) quantum(量子) state(状态) with(with) all(所有) the atoms(原子) being(being) everywhere(无处不) in(in) the condensate() at the same time(同时)).().) The atoms(原子) in(in) these(这些) matterwaves(物质) behave(表现) much more() like() waves() rather than(而不) individual particles(单个粒子).(.) These(这些) matterwaves(matterwaves) can(可以) be() brought(带来) to(to) interfere(干扰) and() thus(因此) made(使) to(to) respond(响应) to(to) the tiniest(微小) changes(变化) in(in) their() environment(环境) such as(例如) the difference(差异) in(in) gravitational(重力) pull(拉力) between(between) light(轻质) organic material(有机物质) and() heavy(重质) iron ore(铁矿石).(.) When(When) compared(相比) to(to) light(),(,) atoms(原子) can(可以) be(be) 10(10) billion(亿) times() more(more) sensitive(灵敏度),(,) e.g.(例如) to(to) rotation(旋转) or() acceleration(加速),(,) when(when) compared(相比) to(to) the photons(光子) that(that) make(make) up(up) light().(.) This(这种) sensitivity(灵敏度) depends(取决于) on(on) the measurement(测量) time(时间) and()()just(just) like(一样) Newton(牛顿)'s('s) apple(苹果)()atoms(原子) fall(下降) due to(由于) Earth(地球)'s('s) gravity(引力).(.) This() forces(迫使) the most() sensitive(敏感) interferometers(干涉仪) to(to) be(be) very(非常) tall(),(,) reaching(达到) 10(10) meters() and() in(in) some() cases(案例) even(甚至) 100(100) meters().(.) The possible(可能) solution(解决方案) would(would) be(be) to(to) guide(引导) the atoms(原子) in(in) matterwave(matterwave) guides(引导),(,) much(much) like(一样) optical(光纤) fibers(纤维) guide(波导) light().(.) Unfortunately(不幸),(,) the fact(事实) that(that) they(它们) are() so(如此) sensitive(敏感) to(to) acceleration(加速度) makes(使得) them(它们) extremely(非常) sensitive(敏感) to(to) any(任何) defects(缺陷) in(in) the matterwave(matterwave) guides(波导).(.) This() is() why(为什么) until(直到) recently(最近),(,) however(然而),(,) there(there) were(were) no(没有) suitable(合适) waveguides(波导) for(for) atoms(原子).(.) The reason() being() that(that) matterwaves(物质波) are() exceedingly(非常) sensitive(敏感) to(to) the smoothness(光滑度).(.)
An(一个) international(国际) team(小组) of(of) scientists(科学家) on(on) Crete(克里特岛) ((()Greece(希腊))()) led(领导) by(通过) Wolf() von(von) Klitzing(Klitzing) have(have) taken(采取) a(a) step(一步) toward() small(),(,) super()-()sensitive(灵敏) atomtronic(atomtronic) devices(设备) by() demonstrating(演示) the first(第一) coherent(相干) acceleration(加速) and() transport(传输) of(of) matterwaves(物质) in(in) atomtronic(atomtronic) waveguides(波导).(.) The breakthrough(突破) of(of) the scientists(科学家) at(at) IESL-FORTH(IESL-FORTH) is() that(that) they(他们) used(使用) a(a) combination(组合) of(of) magnetic fields(磁场) at(at) different(不同) frequencies(频率) to(to) produce(产生) so-(so-)called() time(时间)-()averaged(平均) adiabatic potentials(绝热电位) (TAAP).((TAAP).) In order to(为了) prove(证明) that(that) these(这些) matterwave() guides(波导) are() perfectly(完美) smooth(光滑),(,) they(他们) constructed(建造) a(一个) mm-(mm-)sized(大小) accelerator(加速器) ring() for(for) neutral(中性) matterwaves(物质),(,) much(非常) like(一样) the km-(km-)sized(尺寸) CERN(CERN) accelerator(加速器) for(for) charged particles(带电粒子).(.) The matterwaves(物质波) reached(达到) hypersonic(超高速) speeds() exceeding(超过) Mach(马赫) 16(16) ((()one(one) mach(马赫) =(=) speed() of(of) sound())()) and() guided(引导) the matterwaves(物质波) for(for) more than(以上) 40cm—an(40cm—an) improvement(提高) of(of) more than(以上) a(a) factor() of(of) 1000(1000) compared(相比) to(to) the previous() record(记录).(.)
The technical(技术) challenges(挑战) to(to) ready(准备) quantum(量子) technologies(技术) for(for) '(')real(真实)-()world(世界)'(') applications(应用) are() still(仍然) enormous(巨大).(.) The TAAP-(TAAP-)waveguides(波导) of(of) the Nature(自然) paper(文件) present(迈出) an(an) important(重要) step(一步) in(in) that(that) direction(方向).(.) The Cretan(克里特岛) matterwaves(质波) team(团队) will() use(使用) this(这种) mini(迷你) CERN-(CERN-)like() accelerator(加速器) ring() to(to) study(研究) fundamental(基本) physics(物理) questions(问题) such as(例如) the superfluid(超流体) properties(特性) of(of) Bose(玻色) Einstein(爱因斯坦) condensates(凝聚体) and() atomic collisions(原子碰撞).(.) In(In) the near(near) future(将来),(,) they(他们) plan(计划) to(to) construct(构建) a(一个) mm-(mm-)sized(尺寸) atomtronic(atomtronic) gyroscope(陀螺仪) and() gravity(重力) sensor(传感器) based(基于) on(on) the ring().(.)

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