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L'atometronique : une discipline d'avenir qui exploite les atomes froids
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Cela semble difficilement réalisable : définir des guides d'onde magnétique sur des puces de silicium afin d'acheminer des masses d'atomes superfroids dans des cavités, où leurs fonctions d'onde peuvent interférer les unes avec les autres. Le résultat ? C'est dans les circuits que les atomes traitent l'information. Irréalisable ou non, la technique est en train d'être perfectionnée par une demi-douzaine de laboratoires de recherche dans le monde dans le but de construire un analogue atomique pour des dispositifs optoélectroniques à laser.
Les scientifiques sont déjà en train de réaliser des expériences utiles sur ces puces et indiquent que des versions commercialisables pourraient apparaître dans seulement quelques années. En effet, les partisans prévoient que la technologie devrait non seulement être applicable mais pourrait représenter un progrès aussi fondamental que celui du laser. L'intérêt de la fabrication de processeurs dotés d'un condensat Bose-Einstein (BEC) sur une seule puce, qui utilise les atomes froids à la place des électrons pour traiter les informations, réside dans les avantages uniques que les atomes apportent à la science avancée du rayonnement cohérent.
Les BEC présentent la propriété qui rend la lumière laser si utile : la cohérence. Dans un groupe d'atomes proches du zéro absolu, tous ont la même fonction d'onde et, par conséquent, tous représentent une grande superparticule. Le développement est sur le point de créer quelques composants de base tels que les interféromètres. Cependant, il existe au moins un chercheur, Dana Anderson de l'Université du Colorado, qui pense que la pénétration par effet tunnel de l'atome devrait bientôt être démontrée. A l'instar de la pénétration par effet tunnel de l'électron, propriété clé des électrons qui fait fonctionner les dispositifs à semi-conducteurs, la pénétration par effet tunnel de l'atome pourrait effectuer le même travail que les puces BEC, rendant ainsi possible la fabrication d'analogues de transistors et d'autres dispositifs.
Si la discipline naissante que l'Agence des projets de recherche avancée de défense appelle « l'atometronique » parvient à être appliquée, à quelles applications pourraient être destinées les puces atomiques ? Dans la catégorie d'applications à court terme, Mme Anderson a cité la détection d'inertie, les phénomènes optiques non linéaires et à lumière lente et le calcul quantique. A long terme, elle suppose que la technologie devrait s'éloigner des laboratoires de physique pour intégrer l'électronique standard. Une seule puce avec sa propre source d'atomes cohérents devrait permettre de réaliser des versions atomiques de composants conventionnels tels qu'un amplificateur à micro-ondes d'un son très faible.
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