Физики заставили левитировать стеклянную наносферу при помощи квантовой механики
Законы квантовой механики начинают работать только в микромире, но ученые смогли заставить более крупные объекты соблюдать их.
Еще в 2021 году ученым удалось создать крошечную стеклянную наносферу диаметром 100 нанометров – примерно в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса. Это очень, очень мало, но с точки зрения квантовой физики, на самом деле этот объект огромен — он состоит из 10 миллионов атомов.
Квантовый макромир
Перенос такой наносферы в область квантовой механики был огромным достижением. Используя тщательно откалиброванные лазерные лучи, наносферу удалось перевести в ее низшее квантово-механическое состояние, где ее движения очень ограничены и где может проявляться квантовая природа вещества. В своей работе ученые использовали вакуумный контейнер, охлажденный до -269 градусов по Цельсию, а также систему обратной связи для внесения корректировок.
Используя интерференционные картины, генерируемые двумя лазерными лучами, исследователи рассчитали точное положение наносферы внутри камеры, а затем и точные настройки, необходимые для приближения движения объекта к исходному состоянию, используя электрическое поле, создаваемое двумя электродами. Как только это самое низкое квантово-механическое состояние достигнуто, можно начинать следующие эксперименты.
Исследователи надеются, что результаты их работы могут быть полезны для изучения того, как квантовая механика заставляет элементарные частицы вести себя подобно волнам. Возможно, что сверхчувствительные установки, подобные этой наносфере, также могут помочь в разработке датчиков следующего поколения, превосходящих все, что мы имеем сегодня.