Физики из Университета Суонси в Великобритании разработали новое решение, которое позволяет существенно снижать так называемый квантовый шум, влияющий на состояние и поведение квантовых частиц. Используя зеркала, ученые смогли преодолеть проблемы, с которыми сталкиваются при измерении этих частиц.
Об этом сообщает ProIT
Во время исследований часто возникает так называемый эффект наблюдателя, когда наблюдение возбуждает частицы, поскольку фотоны при столкновении отталкивают их. Однако новое использование зеркал позволяет значительно уменьшить квантовые флуктуации, которые обычно происходят во время наблюдения.
«Наша работа продемонстрировала, что если создать условия, при которых измерение становится невозможным, то возбуждение также исчезает. Используя полусферическое зеркало с частицей в центре, мы обнаружили, что при определенных условиях частица становится идентичной своему зеркальному отражению. Когда это происходит, вы не можете получить информацию о положении из рассеянного света, и в то же время квантовая обратная связь исчезает», — объясняет первый автор исследования Рафаэль Гаевский.
Этот подход открывает новые возможности для создания квантовых состояний у объектов, размеры которых значительно превышают атомы. Исследование также способствует развитию сверхчувствительных датчиков, способных обнаруживать силы слабого взаимодействия.
Доктор Джеймс Бейтман, руководитель исследования, отмечает:
«Проектируя окружение вокруг квантового объекта, мы можем контролировать, какая информация о нем доступна, и, следовательно, контролировать квантовый шум. Это открывает новые возможности для квантовых экспериментов и потенциально более чувствительных измерений».
В настоящее время ученые работают над экспериментальной демонстрацией и исследуют интеграцию новых технологий в практические приложения, в частности, квантовые датчики. Это исследование также рассматривает новую область, получившую название левитирующая оптомеханика, где используются лазеры для управления квантовыми частицами в вакууме. Недавние эксперименты показали, что частицы удалось охладить до наименьшего возможного уровня энергии — основного квантового состояния, что свидетельствует о высоком уровне контроля ученых над этими системами.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Research.