Возможность бозонных аналогов электронных устройств обоснована теоретически

Антон Иванов и его коллеги из Института теоретический физики Гейдельберга (Германия) предложили систему стохастических дифференциальных уравнений, описывающих транспорт атомов по кристаллической решетке. В статье «Bosonic transport through a chain of quantum dots» для European Physical Journal B они обосновали аналитическую решаемость этих уравнений и сопоставили полученные результаты с численной аппроксимацией.

Вместо традиционных электронов, движущихся по металлическому проводу, описываемое решение основано на сверхохлажденных бозонных атомах, заключенных в оптических ловушках. На базе рассмотренного в прежних работах одноатомного транспорта авторы разработали модель многочастичного тока.

Они использовали цепочку свободных квантовых точек, соединив ею два резервуара невзаимодействующих бозонных частиц. Нарушение равновесия системы в этом случае приводит к появлению тока. Бозоны переходят с одной квантовой точки на другую, причем, в отличие от электронов, имея одинаковые энергии могут занимать один и тот же энергетический уровень.

Это уникальное свойство сверхохлажденных атомов открывает новые перспективы для реализации, так называемых, атомтронных схем с ограниченной размерностью — бозонных аналогов диодов или полевых транзисторов.

Ученые продолжают работать над улучшением аналитической многочастичной модели взаимодействия и достижением более высоких порядков аппроксимации.