Квантовый наноротор впервые охлаждён до основного состояния — установлен мировой рекорд

Квантовый наноротор из диоксида кремния удалось перевести в основное состояние, ограничив его движение квантовыми флуктуациями. Этот мировой рекорд открывает путь к новым квантовым технологиям и сверхточным измерениям.

Квантовый наноротор впервые охлаждён до основного состояния — установлен мировой рекорд

Европейские исследователи добились важного прорыва в квантовой физике, впервые зафиксировав наноротор в его квантовом основном состоянии. Речь идёт о частице из диоксида кремния, форма которой напоминает крошечную гантель, способную вращаться в ловушке из света. До сих пор подобные эксперименты ограничивались поступательным движением частиц, тогда как контроль над вращением оставался куда более сложной задачей.

В классической физике считается, что при достаточном охлаждении движение частиц можно полностью остановить. Однако квантовая механика диктует другие правила: даже при температурах, близких к абсолютному нулю, частицы сохраняют минимальную энергию и продолжают испытывать так называемые флуктуации нулевой точки. Именно к этому состоянию и удалось приблизить наноротор, ограничив его ориентацию с беспрецедентной точностью.

Эксперимент проводился с использованием интенсивного лазерного излучения, которое удерживало наночастицу и одновременно охлаждало её вращение. В процессе взаимодействия с фотонами ротор терял квант энергии, постепенно переходя к минимально возможному состоянию. Впервые этот процесс удалось реализовать сразу по двум осям, что позволило добиться практически полной квантовой фиксации ориентации.

По словам участников исследования, амплитуда движения концов ротора оказалась меньше сотой доли диаметра атома. Это означает, что его ориентация остаётся неопределённой лишь в пределах квантовых ограничений, что ранее считалось недостижимым для подобных систем.

Достигнутый результат важен не только сам по себе, но и как основа для будущих технологий. Управляемые вращающиеся наночастицы могут использоваться для создания новых типов квантовых сенсоров, способных измерять крайне слабые крутящие моменты. Кроме того, такие системы открывают перспективы для изучения квантовой интерференции вращения и перехода между квантовым и классическим мирами.

Исследование демонстрирует, что контроль над квантовыми свойствами объектов становится всё более точным и масштабируемым. В перспективе это может привести к появлению устройств нового поколения, где квантовые эффекты будут использоваться не только в лабораториях, но и в прикладных технологиях.

Читайте также

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые