Nanopartikülü kuantum halindeki başarılı bir şekilde kontrol edin, maddenin makroskopik kuantum hali kuantize ediliyor
Bilim adamları lazerleri kullanarak Cam nanopartiküller Askıya alındı ve soğutuldu Kuantum alanı , Oda sıcaklığı ortamında hapsolmasına rağmen partiküllerin hareketi tamamen Kuantum fiziği yasalarına tabi . Viyana Üniversitesi, Avusturya Bilimler Akademisi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) bir grup bilim insanı, yeni araştırma sonuçlarını Science dergisinde yayınladı. Hepimizin bildiği gibi Tek tek atomların kuantum özellikleri lazerlerle kontrol edilebilir ve manipüle edilebilir . Yüz milyonlarca atomdan oluşan büyük atom bulutları bile maddenin makroskopik kuantum halini üretmek için kuantum bölgesine itilebilir.
Kuantum gazı gibi veya Bose-Einstein yoğunlaşması Bu maddeler günümüzde kuantum teknolojisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir sonraki heyecan verici adım, bu seviyeyi Kuantum kontrolü katı nesnelere uzanır . Atom bulutlarıyla karşılaştırıldığında, bir katının yoğunluğu bir milyar kat daha fazladır ve tüm atomlar, nesnenin kütle merkezi boyunca birlikte hareket eder. Bununla birlikte, bu yeni kuantum bölgesine girmek, bunu başarmak için basit bir mesele değildir. Kuantum kontrolü İlk adım, incelenen nesneyi çevrenin etkisinden izole etmek ve tüm ısı enerjisini çok yüksek bir dereceye kadar soğutarak çıkarmaktır. Mutlak sıfıra yakın (-273.15 Santigrat derece) sıcaklık, böylece kuantum mekaniği parçacıkların hareketine hakim olur.
Bunu kanıtlamak için araştırmacılar, bir kum tanesinden yaklaşık 1.000 kat daha küçük olan ve yüz milyonlarca atom içeren cam nanoparçacıklarla deney yapmayı seçtiler. Ortamdan izolasyon, partiküllerin yüksek vakumda sıkı bir şekilde odaklanmış bir lazer ışınında optik olarak yakalanmasıyla elde edilir. Bu teknik, orijinal olarak Nobel ödüllü Arthur Ashkin bunu onlarca yıl önce önerdi ve aynı zamanda atomları izole etmek için de kullanılıyor. Viyana Üniversitesi'nin baş yazarı Uros Delic şunları söyledi: Asıl zorluk, Parçacık hareketi kuantum temel durumuna soğutulur .
tarafından Lazer soğutma için atomik geçiş tanınır Evet, atomlar için doğal bir seçimdir, ancak katılar üzerinde etkisi yoktur. Bu nedenle, araştırma ekibi bir Lazer soğutma yöntem. Bu yöntem, Innsbruck Üniversitesi'nde Avusturyalı bir fizikçi olan Helmut Ritsch tarafından önerildi ve araştırmanın ortak yazarı Vladan Vultic ve Nobel Ödülü sahibi Steven Zhu tarafından geliştirildi. Chu) bağımsız olarak önerildi. Şimdi araştırma ekibi ilkenin ilk gösterimini şu şekilde duyurdu: Tutarlı saçılma Boşluğu soğutmak için.
Ancak yine de kuantum bölgesinden uzakta çalışmakla sınırlıdırlar. Araştırma ekibi deneyi yükseltti ve artık yalnızca daha fazlasını kaldıramaz Arka plan gazı Ayrıca, soğutma için daha fazla foton gönderebilir. Bu şekilde, cam nanopartiküllerin hareketi doğrudan kuantum bölgesine soğutulabilir. Bunu düşünmek ilginç: Cam nanopartiküllerin yüzeyi çok sıcak, yaklaşık 300 santigrat derece, çünkü Lazer, malzemedeki elektronları ısıtır , Ancak parçacığın kütle merkezinin hareketi aşırı soğuktur ve mutlak sıfıra olan uzaklık yaklaşık 0.00001 santigrat derecedir. Sıcak parçacıkların kuantum bir şekilde olduğunu kanıtlayın hareket.
Araştırmacılar, araştırmanın geleceği konusunda heyecan duyuyorlar. Viyana Üniversitesi'ndeki ekip ile birlikte, dünyadaki diğer araştırma grupları da Katı kuantum hareketi üzerine araştırma . Şimdiye kadar, deneysel sistem temelde sabitlenmiş nano ve mikro mekanik rezonatörlerden oluşuyor. Sert destek yapısı Tambur veya tramplen üzerinde. Viyana Üniversitesi'nde yardımcı yazar ve yardımcı doçent olan Nikolai Kiseel şunları söyledi: Lazer havaya kaldırma Daha fazla özgürlük getirir: Optik tuzağı değiştirerek veya hatta kapatarak, araştırma nanopartikül hareketini tamamen yeni yollarla manipüle edebilir.
Avusturya Bilimler Akademisi'nden fizikçiler Oriol Romero-Isart ve Innsbruck'tan Peter Zoller, bu doğrultuda, şimdi mümkün olabilecek birkaç plan önerdi. Örneğin, yeni edinilen sporlarla Zemin durumu Araştırmacılar bir araya geldiğinde, bunun benzeri görülmemiş algılama performansı olmasını bekliyorlar. Kuantum ısı motoru Temel araştırma süreci ve yüksek kaliteyi içeren Kuantum fenomeni Araştırma yeni fırsatlar yaratır. Bu deney on yıl önce yeni bir kuantum deney beklentisinin itici gücü altında başlatıldı ve şimdi bilim adamları nihayet bu yasanın kapısını açtılar.
Boke Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
