Фізики з Університету Суонсі у Великій Британії розробили нове рішення, яке дозволяє суттєво знижувати так званий квантовий шум, що впливає на стан та поведінку квантових частинок. Використовуючи дзеркала, науковці змогли подолати виклики, з якими стикаються під час вимірювання цих частинок.
Про це розповідає ProIT
Під час досліджень часто виникає так званий ефект спостерігача, коли спостереження збуджує частинки, оскільки фотони при зіткненні відштовхують їх. Проте нове використання дзеркал дозволяє значно зменшити квантові флуктуації, які зазвичай відбуваються під час спостереження.
«Наша робота продемонструвала, що якщо створити умови, у яких вимірювання стає неможливим, то збудження також зникає. Використовуючи напівсферичне дзеркало з частинкою в центрі, ми виявили, що за певних умов частинка стає ідентичною до свого дзеркального відображення. Коли це відбувається, ви не можете отримати інформацію про положення з розсіяного світла, і в той же час квантова зворотна дія зникає», — пояснює перший автор дослідження Рафал Гаєвський.
Цей підхід відкриває нові можливості для створення квантових станів у об’єктів, що мають розміри, значно більші за атоми. Дослідження також сприяє розвитку надчутливих датчиків, які здатні виявляти сили слабкої взаємодії.
Доктор Джеймс Бейтман, керівник дослідження, зазначає:
«Проектуючи середовище навколо квантового об’єкта, ми можемо контролювати, яка інформація про нього доступна, і, отже, контролювати квантовий шум. Це відкриває нові можливості для квантових експериментів та потенційно більш чутливих вимірів».
Наразі науковці працюють над експериментальною демонстрацією та досліджують інтеграцію нових технологій у практичні застосунки, зокрема, квантові датчики. Це дослідження також розглядає нову область, що отримала назву левітуюча оптомеханіка, де застосовуються лазери для керування квантовими частинками у вакуумі. Нещодавні експерименти показали, що частинки вдалося охолодити до найнижчого можливого рівня енергії — основного квантового стану, що свідчить про високий рівень контролю вчених над цими системами.
Результати дослідження були опубліковані у журналі Physical Review Research.