NIEUWE CHIPTECHNIEK MAAKT EXOTISCH BEC PRAKTISCH TOEPASBAAR

De toekenning van de Nobelprijs voor Natuurkunde deze week was de door velen verwachte beloning voor de natuurkundigen die er als eersten in slaagden een Bose-Einstein condensaat (BEC) te maken. In deze toestand van de materie zijn de atomen zó sterk afgekoeld en zitten ze zó dicht op elkaar dat ze zich als één groot superatoom gedragen. Het werken met BECs vergt nog betrekkelijk ingewikkelde apparatuur, maar daarin komt wellicht verandering nu Duitse natuurkundigen een methode hebben ontwikkeld om eenvoudiger en vooral sneller een BEC te maken. Ze gebruiken daarvoor een speciale microchip dat een magnetisch veld genereert waarin een wolkje atomen kan worden gevangen om met lasers te worden afgekoeld. De techniek opent mogelijkheden voor grootschalige toepassing van BECs in bijvoorbeeld atoomklokken of uiterst gevoelige navigatieapparatuur en bewegingssensoren (Nature, 4 okt.).

Een BEC kan alleen worden gevormd in een speciale meetkamer waar een ultrahoog vacuüm heerst. Om voldoende atomen te kunnen vangen en af te koelen worden daar omheen magneetspoelen geplaatst. De grote afstand tot de atomen in de meetkamer legt beperkingen op aan de vorm en sterkte van die `magnetische val'. Het zou veel beter zijn om deze in de vacuümkamer te plaatsen, maar algemeen werd aangenomen dat zoiets niet mogelijk was, omdat dat het ijskoude BEC te zeer zou verstoren.

Ted Hänsch en zijn collega's van het Max Planck Instituut voor Quantumoptica in München maakten met technieken die gemeengoed zijn in de chipindustrie een microscopisch kleine magnetische val, waarmee atomen veel sneller bleken te kunnen worden gevangen. Een BEC kon zo binnen een seconde worden gevormd. Hoewel het zich zwevend op een afstand van een paar duizendste millimeters van de veel warmere chip bevindt, lijkt het daar geen enkele hinder van te ondervinden. Bijkomend voordeel is dat het BEC veel gemakkelijker kan worden gemanipuleerd: door de spanning en stroom door de chip op de juiste manier te variëren, kan het BEC zelfs, op een soort atomaire lopende band, worden verplaatst.