Dans une avancée révolutionnaire, les chercheurs du Groupe de Recherche Stiller ont réussi à refroidir de manière significative les ondes sonores dans les fibres optiques, les rapprochant de l’état quantique de base. En réduisant le bruit thermique grâce au refroidissement laser et à la diffusion Brillouin stimulée, cette percée ouvre la voie pour combler l’écart entre la mécanique classique et quantique.
Plutôt que d’utiliser des citations directes, nous pouvons décrire cette réalisation comme un exploit remarquable dans la manipulation des ondes sonores au niveau quantique. Les chercheurs ont réussi à refroidir avec succès une onde acoustique dans une fibre optique de la température ambiante de 219 K, une amélioration décuplée par rapport aux rapports précédents. La température a été réduite de manière impressionnante à 74 K, équivalent à -194 degrés Celsius.
La clé de cette baisse remarquable de la température était la lumière laser. Grâce à la diffusion Brillouin stimulée, les ondes sonores ont été efficacement couplées avec les ondes lumineuses, entraînant le refroidissement des vibrations acoustiques. Ce processus a éliminé le bruit thermique, qui peut perturber les systèmes de communication quantique.
Cette réalisation a d’importantes implications pour les communications et la technologie quantiques. Contrairement aux plateformes précédentes, qui étaient microscopiques, les chercheurs ont démontré que les fibres de verre peuvent conduire la lumière et le son sur de plus longues distances. Dans cette expérience, une fibre optique de 50 cm a refroidi une onde sonore sur toute sa longueur. La manipulation de ces longs phonons acoustiques ouvre des possibilités pour des applications à large bande dans la technologie quantique.
D’un point de vue de la mécanique quantique, le son peut être compris à la fois comme une onde de densité et comme une particule connue sous le nom de phonon. La transition du comportement classique au comportement quantique du son est plus évidente dans l’état quantique de base, où le nombre de phonons approche zéro. En atteignant cet état, les chercheurs peuvent explorer la nature fondamentale de la matière et gagner des insights plus profonds sur le monde quantique.
L’équipe de recherche est enthousiaste quant aux implications potentielles de leurs découvertes. Non seulement elles offrent de nouvelles perspectives sur la nature de la matière, mais elles ouvrent également des promesses pour les communications quantiques et les technologies futures. Comme l’indique la Dr. Birgit Stiller, chef du groupe d’optoacoustique quantique : « Cela ouvre la porte à un nouvel environnement d’expériences qui nous permettent d’acquérir des insights plus profonds sur la nature fondamentale de la matière. »
En conclusion, la réalisation du refroidissement des ondes sonores dans les fibres optiques à l’état quantique de base est une avancée significative. Cela permet non seulement de réduire le bruit thermique, mais aussi de combler le fossé entre la mécanique classique et quantique. La manipulation des longs phonons acoustiques ouvre des possibilités pour les futures applications dans la technologie quantique, nous rapprochant ainsi un peu plus de l’exploitation du pouvoir du monde quantique.
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