Физики из Университета Суонси в Великобритании использовали зеркала для существенного снижения так называемого квантового шума, который влияет на состояние и поведение квантовых частиц.
При измерении этих частиц ученые сталкиваются с так называемым «эффектом наблюдателя», когда наблюдение возбуждает частицы, поскольку фотоны отталкивают их от себя в результате столкновения. Использование зеркал позволяет ученым преодолеть квантовые флуктуации, возникающие при наблюдении.
«Наша работа показала, что если создать условия, при которых измерение становится невозможным, то возбуждение также исчезает. Используя полусферическое зеркало с частицей в центре, мы обнаружили, что при определенных условиях частица становится идентичной своему зеркальному отражению. Когда это происходит, вы не можете получить информацию о положении из рассеянного света, и в то же время квантовое обратное действие исчезает», — объясняет первый автор исследования Рафал Гаевский.
Это позволяет образовывать квантовые состояния у объектов, размерами значительно больше атомов, а также проводить эксперименты, исследующие границы между квантовой механикой и гравитацией. Кроме этого ученые получают возможность разрабатывать сверхчувствительные датчики для выявления сил слабого взаимодействия.
«Проектируя среду вокруг квантового объекта, мы можем контролировать, какая информация о нем доступна, и, следовательно, контролировать квантовый шум. Это открывает новые возможности для квантовых экспериментов и потенциально более чувствительных измерений», — подчеркивает руководитель исследования, доктор Джеймс Бейтман.
Сейчас ученые работают над экспериментальной демонстрацией и изучают интеграцию в практические приложения, такие как, например, квантовые датчики. Исследование также касается относительно новой сферы, получившей название «левитирующая оптомеханика», использующая лазеры для управления квантовыми частицами в вакууме. Недавние эксперименты уже охладили частицы до самого низкого возможного уровня энергии — основного квантового состояния — что показывает, насколько ученые могут контролировать эти системы.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Research
Источник: SciTechDaily
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: