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

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд