Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойФизикаРеволюционный эксперимент с «темными» наночастицами раскроет тайны макроскопического квантового мира

Революционный эксперимент с «темными» наночастицами раскроет тайны макроскопического квантового мира

- Advertisement -

Стеклянный шарик наноразмерного размера, развивающийся под действием потенциала, создаваемого электростатическими или магнитными силами, входит в макроскопическое состояние квантовой суперпозиции. 1 кредит

Изготовление стеклянных бусин наноразмера демонстрирует квантовые эффекты в макроскопических масштабах.

Различие между обычным миром и квантовым миром остается неоднозначным. По мере увеличения размера объекта его локализация усиливается, когда он подвергается квантовой трансформации за счет охлаждения своего движения до абсолютный ноль.

Исследователи под руководством Ориола Ромеро-Исарта из Института квантовой оптики и квантовой информации (IQOQI) Австрийской академии наук (ÖAW) и кафедры теоретической физики Инсбрукского университета предлагают эксперимент, в котором оптически левитирующая наночастица , охлажденный до основного состояния, развивается в неоптическом («темновом») потенциале, создаваемом электростатическими или магнитными силами. Ожидается, что эта эволюция темного потенциала быстро и надежно создаст макроскопическое состояние квантовой суперпозиции.

Преодоление проблем в квантовых экспериментах

Лазерный свет может охладить наномасштабстеклянный шар размером с тело в его основное движущееся состояние. Оставленные в покое, бомбардируемые молекулами воздуха и рассеивающие падающий свет, такие стеклянные сферы быстро нагреваются и выходят из квантового режима, ограничивая квантовый контроль. Чтобы избежать этого, исследователи предлагают позволить сфере развиваться в темноте, с выключенным светом, руководствуясь исключительно неоднородными электростатическими или магнитными силами. Эта эволюция не только достаточно быстра, чтобы предотвратить нагрев блуждающими молекулами газа, но также устраняет крайнюю локализацию и однозначно запечатлевает квантовые особенности.

Решение практических задач и перспективы на будущее

Недавняя статья в Письма о физических отзывах также обсуждается, как это предложение позволяет обойти практические проблемы экспериментов такого типа. Эти проблемы включают в себя необходимость проведения быстрых экспериментов, минимальное использование лазерного света во избежание декогеренции и возможность быстрого повторения экспериментов с одной и той же частицей. Эти соображения имеют решающее значение для смягчения воздействия низкочастотного шума и других систематических ошибок.

Это предложение широко обсуждалось с экспериментальными партнерами в Q-Xtreme, проекте ERC Synergy Grant, финансируемом Европейским Союзом. «Предлагаемый метод соответствует текущим разработкам в их лабораториях, и вскоре они смогут протестировать наш протокол с тепловыми частицами в классическом режиме, что будет очень полезно для измерения и минимизации источников шума, когда лазеры выключены», — говорит теоретическая группа Ориола Ромеро-Исарта. «Мы считаем, что, хотя окончательный квантовый эксперимент будет неизбежно сложным, он должен быть осуществим, поскольку он соответствует всем необходимым критериям для подготовки этих макроскопических состояний квантовой суперпозиции».

Ссылка: «Макроскопические квантовые суперпозиции через динамику в широком двухъямном потенциале», М. Рода-Льордес, А. Риера-Кампени, Д. Кандоли, П.Т. Гроховски и О. Ромеро-Исарт, 8 января 2024 г., Письма о физических отзывах.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.023601

Исследование финансировалось Европейским исследовательским советом.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме