Науковці досягли квантової левітації 300 мільйонів атомів за кімнатної температури
- Швейцарські вчені змусили левітувати кластер з 300 мільйонів атомів за кімнатної температури, використовуючи лазери для досягнення квантового рівня руху.
- Експеримент встановив рекорди точності вимірювання квантових коливань і показав високий рівень "квантової чистоти" стану, відкриваючи шлях до надчутливих квантових сенсорів для різних застосувань.
- Дослідження проводилося без охолодження до абсолютного нуля, що зазвичай необхідно для таких експериментів, і може вплинути на розвиток електроніки та квантових обчислень.
Дослідники зі Швейцарії змогли змусити левітувати кластер зі скляних наносфер, що складається з 300 мільйонів атомів. За допомогою лазерів їм вдалося сповільнити рух об'єкта до квантового рівня. Цей експеримент, проведений за кімнатної температури, відкриває нові можливості для створення чутливих технологій.
Команда науковців з вищої технічної школи Цюриха (ETH Zurich) досягла значного успіху в квантовій фізиці, інформує 24 Канал з посиланням на Nature Physics.
Дивіться також Науковці використовують ШІ для пошуку нових законів фізики та їм це добре вдається
Вони використали пристрій, відомий як оптичний пінцет, щоб за допомогою лазерних променів підняти у вакуумі три скляні наносфери. Кожна з цих сфер у десять разів тонша за людську волосину.
Метою було максимально знерухомити цей кластер. Однак, згідно з законами квантової механіки, жоден об'єкт не може перебувати в абсолютному спокої. Він завжди зазнає мінімальних коливань, які називають "флуктуацією нульової точки".
Вченим вдалося зафіксувати цей рух з неймовірною точністю: кластер коливався мільйон разів на секунду, а кожне відхилення становило лише тисячну долю градуса.
Дослідження встановило одразу кілька рекордів.
- По-перше, це наймасивніший об'єкт (сотні мільйонів атомів), для якого вдалося так точно виміряти квантові коливання.
- По-друге, 92% всього руху кластера були зумовлені саме квантовими ефектами, що свідчить про високий рівень "квантової чистоти" стану.
Найголовніше досягнення полягає в тому, що експеримент провели за кімнатної температури. Зазвичай для подібних досліджень потрібне дороге охолодження до температур, близьких до абсолютного нуля (-273°C).
Керівник групи Мартін Фріммер порівняв їхній успіх зі створенням автомобіля, який перевозить більше вантажу, використовуючи менше пального.
Ця методика може стати платформою для розробки надчутливих квантових сенсорів. Такі пристрої знайдуть застосування в навігаційних системах, медичній візуалізації та навіть у дослідженнях темної матерії, допомагаючи виявляти надзвичайно слабкі сили.
До речі, нещодавно науковці вперше зафіксували вібрації атомів, що відкриває шлях до раніше недоступної фізики. Це відкриття дозволяє експериментально спостерігати теплові вібрації та моїре фазони, що може вплинути на розвиток електроніки та квантових обчислень.