|
Наблюдение макроквантовых эффектов в темноте
|
|
|
|
Будьте быстрыми, избегайте света и катитесь по извилистой рампе: это рецепт новаторского эксперимента, предложенный физиками-теоретиками в недавней статье, опубликованной в Physical Review Letters. Ожидается, что объект, развивающийся в потенциале, созданном электростатическими или магнитными силами, быстро и надежно создаст макроскопическое состояние квантовой суперпозиции. Граница между повседневной реальностью и квантовым миром остается неясной. Чем массивнее объект, тем более локализованным он становится, когда становится квантовым за счет охлаждения его движения до абсолютного нуля. Исследователи под руководством Ориола Ромеро-Исарта из Института квантовой оптики и квантовой информации (IQOQI) Австрийской академии наук (OAW) и кафедры теоретической физики Инсбрукского университета предлагают эксперимент, в котором оптически левитирующая наночастица , охлажденный до основного состояния, развивается в неоптическом («темновом») потенциале, создаваемом электростатическими или магнитными силами. Ожидается, что эта эволюция темного потенциала быстро и надежно создаст макроскопическое состояние квантовой суперпозиции.
|
|
|
Лазерный свет может охладить стеклянную сферу наноразмерного размера до ее основного состояния. Оставленные в покое, бомбардируемые молекулами воздуха и рассеивающие падающий свет, такие стеклянные сферы быстро нагреваются и выходят из квантового режима, ограничивая квантовый контроль. Чтобы избежать этого, исследователи предлагают позволить сфере развиваться в темноте, с выключенным светом, руководствуясь исключительно неоднородными электростатическими или магнитными силами. Эта эволюция не только достаточно быстра, чтобы предотвратить нагрев блуждающими молекулами газа, но также устраняет крайнюю локализацию и однозначно запечатлевает квантовые особенности. В недавней статье в Physical Review Letters также обсуждается, как это предложение позволяет обойти практические проблемы экспериментов такого типа. Эти проблемы включают в себя необходимость проведения быстрых экспериментов, минимальное использование лазерного света во избежание декогеренции и возможность быстрого повторения экспериментов с одной и той же частицей. Эти соображения имеют решающее значение для смягчения воздействия низкочастотного шума и других систематических ошибок.
|
|
|
|
Это предложение широко обсуждалось с экспериментальными партнерами Q-Xtreme, проекта ERC Synergy Grant. «Предлагаемый метод соответствует текущим разработкам в их лабораториях, и вскоре они смогут протестировать наш протокол с тепловыми частицами в классическом режиме, что будет очень полезно для измерения и минимизации источников шума, когда лазеры выключены», — говорит теоретическая группа Ориола Ромеро-Исарта. «Мы считаем, что, хотя окончательный квантовый эксперимент будет неизбежно сложным, он должен быть осуществим, поскольку он соответствует всем необходимым критериям для подготовки этих макроскопических состояний квантовой суперпозиции».
|
|
|
|
Источник
|
