Дослідники з Федеральної політехнічної школи у Лозанні (EPFL) досягли проривного саамовладнення квантових явищ при кімнатній температурі, досягнення, яке раніше вважалося недосяжним. Цей прорив має глибокі наслідки для сфери квантових технологій, а також вивчення макроскопічних квантових систем.
У сфері квантової механіки, можливість спостерігати та управляти квантовими явищами при кімнатній температурі довгий час викликала проблеми. Традиційно такі спостереження були обмежені середовищами при наближені до абсолютного нуля, де квантові ефекти легше виявити. Потреба у високій холодності значно ускладнювала практичне застосування квантових технологій.
Однак, нове дослідження під керівництвом Тобіаса Й. Кіппенберга та Нілса Йогана Енгельсена з EPFL змінює гру. Поєднуючи принципи квантової фізики та механічного інженерії, дослідники успішно здобули контроль над квантовими явищами при кімнатній температурі. Цей прорив заводить у життя концепцію геєнсбергського мікроскопа, яка раніше вважалася теоретичною.
У своєму експериментальному стенді, вчені створили ультранизькоспектральну опто-механічну систему, що дозволила їм вивчати та контролювати взаємодію між світлом та механічним рухом з неймовірною точністю. Одним із ключових викликів при кімнатній температурі є тепловий шум, який заважає чутливим квантовим динамічним системам. Щоб зменшити цю проблему, дослідники використали спеціалізовані дзеркала, відомі як кавітацийні дзеркала, які відбивають світло туди і сюди в обмеженому просторі. Ці дзеркала ефективно утримують світло, посилюючи його взаємодію з механічними елементами у системі. Крім того, дзеркала мають кристалоподібні періодичні структури для зменшення теплового шуму.
Важливою складовою експериментального стенду є 4-міліметровий барабаноподібний пристрій, який називається механічним осцилятором, що взаємодіє зі світлом всередині зворотного дзеркала. Його розмір і конструкція відіграють вирішальну роль у його ізоляції від шуму довкілля, що дозволяє виявляти тонкі квантові явища при кімнатній температурі. Завдяки досягненню “оптичного стиснення”, квантового явища, яке впливає на певні властивості світла, дослідники продемонстрували свою здатність до керування та спостереження за квантовими явищами у макроскопічній системі без необхідності високої холодності.
Наслідки цього прориву є глибокі. Можливість працювати з квантовими оптопмеханічними системами за кімнатної температури відкриває нові можливості для квантовим вимірюваннь і квантової механіки більшого масштабу. Вона також прокладає шлях до створення гібридних квантових систем, де механічний барабан може сильно взаємодіяти з різними об’єктами, такими як пастки для атомів. Ці системи мають важливі застосування в квантовій інформації та відіграють важливу роль у дослідженні створення великих, складних квантових станів.
Висновок. Проривне досягнення дослідників з EPFL щодо контролю квантових явищ при кімнатній температурі революціонізує сферу квантової механіки. Воно усуває потребу у високій холодності, розширюючи практичні застосування квантових технологій і даючи змогу вивчати макроскопічні квантові системи з зовсім нової перспективи. Цей прорив відкриває захоплюючі можливості для майбутнього квантових технологій і нашого розуміння квантового світу.
Часто задавані питання (ЧАП) про контроль квантових явищ при кімнатній температурі:
П: Яка вагомість досягнення дослідників з EPFL в квантовій механіці?
В: Дослідники успішно контролюють квантові явища при кімнатній температурі, що раніше вважалося недосяжним. Це досягнення має глибокі наслідки для сфери квантових технологій та вивчення макроскопічних квантових систем.
П: Чому спостереження та управління квантовими явищами при кімнатній температурі було викликом?
В: Традиційно заміряти квантові явища можна було лише в середовищах близьких до абсолютного нуля, оскільки квантові ефекти легше виявити при дуже низьких температурах. Потреба у високій холодності обмежувала практичні застосування квантових технологій.
П: Як вчені з EPFL долали виклик спостереження квантових явищ при кімнатній температурі?
В: Вчені поєднали принципи квантової фізики та механічного інженерінгу, щоб створити ультранизькоспектральну опто-механічну систему. Вони використовували спеціальні кавітацийні дзеркала, щоб утримувати світло та підсилити його взаємодію з механічними елементами. В системі також був механічний осцилятор, спроектований для його ізоляції від шуму довкілля.
П: Що таке “оптичне стиснення”?
В: “Оптичне стиснення” – це квантове явище, яке впливає на певні властивості світла. Вчені досягли оптичного стиснення, щоб контролювати та спостерігати квантові явища в макроскопічній системі при кімнатній температурі.
П: Які наслідки цього прориву?
В: Можливість працювати з квантовими опто-механічними системами при кімнатній температурі відкриває нові можливості для квантових вимірювань та квантової механіки у більшому масштабі. Вона також дозволяє розвивати гібридні квантові системи та має застосування в квантовій інформації та дослідженні створення великих, складних квантових станів.
Пропоноване посил
The source of the article is from the blog mendozaextremo.com.ar