Фізики з Університету Суонсі у Великій Британії використали дзеркала для суттєвого зниження так званого квантового шуму, який впливає на стан та поведінку квантових частинок.
Під час вимірювання цих частинок науковці стикаються з так званим «ефектом спостерігача», коли спостереження збуджує частинки, оскільки фотони відштовхують їх від себе внаслідок зіткнення. Використання дзеркал дозволяє науковцям подолати квантові флуктуації, що виникають під час спостереження.
«Наша робота продемонструвала, що якщо створити умови, у яких вимірювання стає неможливим, то збудження також зникає. Використовуючи напівсферичне дзеркало з частинкою в центрі, ми виявили, що за певних умов частинка стає ідентичною до свого дзеркального відображення. Коли це відбувається, ви не можете отримати інформацію про положення з розсіяного світла, і в той же час квантова зворотна дія зникає», — пояснює перший автор дослідження Рафал Гаєвський.
Це дає змогу утворювати квантові стани в об’єктів, що розмірами значно перевищують атоми, а також проводити експерименти, які досліджують межі між квантовою механікою і гравітацією. Окрім цього науковці отримують змогу розробляти надчутливі датчики для виявлення сил слабкої взаємодії.
«Проектуючи середовище навколо квантового об’єкта, ми можемо контролювати, яка інформація про нього доступна, і, отже, контролювати квантовий шум. Це відкриває нові можливості для квантових експериментів та потенційно більш чутливих вимірів», — підкреслює керівник дослідження, доктор Джеймс Бейтман.
Наразі науковці працюють над експериментальною демонстрацією та вивчають інтеграцію у практичні застосунки, як от, наприклад, квантові датчики. Дослідження також торкається відносно нової сфери, що отримала назву «левітуюча оптомеханіка», що використовує лазери для керування квантовими частинками у вакуумі. Нещодавні експерименти вже охолодили частинки до найнижчого можливого рівня енергії — основного квантового стану — що показує, наскільки вчені можуть контролювати ці системи.
Результати дослідження були опубліковані у журналі Physical Review Research
Джерело: SciTechDaily
Повідомити про помилку
Текст, який буде надіслано нашим редакторам: