Ученые охладили наночастицу до квантового предела

Движение частицы достигло самого низкого уровня, допускаемого принципом неопределенности Гейзенберга, — пишет sciencenews.org со ссылкой на Science.

Физики охладили наночастицу до самой низкой температуры, допускаемой квантовой механикой. Движение частицы достигло так называемого основного состояния или самого низкого уровня энергии.

В обычном материале количество столкновений атомов указывает на его температуру. Но в случае с наночастицами ученые могут определить эффективную температуру, основываясь на движении всей наночастицы, которая состоит из примерно 100 миллионов атомов. Эта температура достигла двенадцати миллионов кельвинов, — сообщают ученые.

Маркус Аспельмейер из Венского университета и его коллеги снизили движение наночастиц до основного состояния — минимального уровня, установленного принципом неопределенности Гейзенберга, который утверждает, что существует предел того, насколько точно вы можете одновременно определить пару характеризующих систему квантовых наблюдаемых — например, координаты и импульс.

В то время как квантовая механика безошибочна в крошечных атомах и электронах, ее эффекты труднее наблюдать в больших масштабах. Чтобы лучше понять теорию, физики ранее изолировали ее эффекты в других твердых объектах, таких как вибрирующие мембраны или балки. Но у наночастиц есть преимущество в том, что их можно левитировать и точно контролировать с помощью лазеров.

В конце концов Аспельмейер и его коллеги стремятся использовать охлажденные наночастицы, чтобы изучить, как гравитация ведет себя в квантовых объектах — плохо изученной области физики.

«Это действительно долгосрочная мечта», — говорит Маркус Аспельмейер.