Ученые использовали лазерный свет для охлаждения объекта до основного квантового состояния

Недавно исследователям из Калифорнийского технологического института (США) в сотрудничестве с группой коллег из Университета Вены (Австрия) впервые удалось охладить миниатюрный механический объект до минимально возможного энергетического состояния, использовав для этого лазерный свет. Это достижение открывает путь к разработке чрезвычайно чувствительных детекторов и проведению квантовых экспериментов, о которых давно мечтали ученые.

Вот что говорит по этому поводу глава исследования Оскар Пейнтер: «Мы взяли массивную механическую систему, состоящую из миллиардов атомов, и с помощью оптического света перевели ее в состояние, в котором она начала вести себя в соответствии с законами квантовой механики. В прошлом подобного удавалось достичь только в отношении к отдельным атомам и ионам». Описание проделанной работы было приведено в научном докладе, опубликованном 6 октября в выпуске журнала Nature, электронная версия которого может быть образцом в работе специалистов, которые предлагают свои услуги словами «разработка сайтов харьков».  

Как явствует из доклада, Пейнтер и его коллеги создали наномасштабный кремниевый объект, строение которого позволило лазерному свету с точно настроенной частотой входить в систему и, отражаясь, забирать из нее тепловую энергию. Тщательно проработав каждый элемент объекта и создав кремниевый экран, изолирующий его от окружающей среды, ученые смогли использовать лазер для переведения системы в основное квантовое состояние, при котором механические колебания сводятся к абсолютному минимуму. С помощью такого холодного механического объекта можно определять очень малые силы и массы, чье присутствие в обычных условиях маскируется шумом тепловых колебаний сенсора.

По словам ученых, новое исследование дает точку опоры для проведения чрезвычайно интересных квантово-механических экспериментов. Например, ученые, возможно, смогли бы продемонстрировать, что к механической системе можно применить принцип суперпозиции – причудливого квантового явления, при котором физическая система может существовать сразу в нескольких состояниях.