Koude atomen bieden geen weerstand

Abstract

Deeltjestransport blijkt zich voor ultrakoude atomaire Bose-gassen radicaal anders te gedragen dan voor normale elektrische geleiders. We bestuderen de wrijvingsweerstand tussen deeltjes met verschillende spin die, net als normale elektrische weerstand, voor gewone geleiders kleiner wordt bij lagere temperatuur. Deze wrijvingsweerstand is voor bosonische atomen spectaculair veel groter vanwege kwantummechanische veel-deeltjeseffecten, en neemt zelfs toe als het systeem kouder wordt. Hierdoor ontstaan nieuwe inzichten in de fundamentele aspecten van ladings- en spintransport. Dat laatste speelt met name een rol in de zogenaamde ‘spintronica’, een vakgebied dat onder meer de iPod mogelijk heeft gemaakt. In dit artikel bespreken we het nieuwe vakgebied van ‘bosonisch transport’, dat analogieën van elektrische geleiding bestudeert met koude bosonische atomen om zo onontgonnen fysische regimes van transport te onderzoeken. De resultaten van ons fundamentele onderzoek zijn onder andere van belang voor het bouwen van ‘atoomtronische’ schakelingen, waarin componenten zoals diodes en transistoren gebaseerd worden op koude atomen in plaats van elektronen.