Нанообъект смогли почти полностью обездвижить при комнатной температуре

МОСКВА, 6 августа. /ТАСС/. Европейские физики разработали подход, позволивший им почти полностью обездвижить наночастицы при комнатной температуре окружающей среды, в результате чего их случайные колебания были на 92% обусловлены квантовыми флуктуациями вакуума. Это достижение ускорит изучение квантовых явлений на макромасштабах, сообщила пресс-служба Швейцарской высшей технической школы (ETH).

"Мы создали идеальную платформу для проведения дальнейших экспериментов. В частности, подобным образом можно изучать взаимодействия между гравитацией и квантовой механикой, а также создавать сенсоры, способные измерять давление и прочие воздействия, которые оказывают на частицу одиночные молекулы газов или даже элементарные частицы. Теперь для проведения этих опытов у нас есть дешевая и простая система", - заявил доцент ETH Мартин Фриммер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как отмечают ученые, физиков давно интересует то, где пролегает граница между миром частиц, где ключевую роль во взаимодействиях материи играют законы квантовой механики, и макромиром, где доминируют классические законы физики. Сейчас ученые проводят опыты подобного рода при сверхнизких температурах окружающей среды, позволяющих полностью "обездвижить" частицы и перевести их в чистое квантовое состояние.

Для этого требуются дорогостоящие и громоздкие холодильные установки, что само по себе ограничивает проведение этих опытов и фактически не позволяет использовать квантовые оптомеханические технологии на практике. Физики из Европы обошли эту проблему при помощи специальной оптической ловушки, способной почти полностью нейтрализовать случайные движения крупных частиц материи за счет наличия у нее способности подавлять помехи, возникающие в работе лазеров.

Используя эту ловушку, исследователи поймали и почти полностью обездвижили несколько кремниевых наносфер диаметром в 120 нанометров, что является огромным объектом по меркам мира квантовой механики. Последующие наблюдения за этими структурами показали, что их случайные колебания в пространстве были на 92% обусловлены случайными квантовыми процессами - спонтанным образованием и исчезновением пар частиц и античастиц в пустоте вакуума.

В этом отношении, как отмечают ученые, созданная ими установка превосходит многие эксперименты с "квантовыми" механическими осцилляторами, которые ранее проводились при температурах, близких к абсолютному нулю. В перспективе, это позволит уже в ближайшее время провести опыты по изучению влияния гравитации на квантовые процессы, а также даст ученым возможность создать новый класс сверхчувствительных квантовых сенсоров, подытожили физики.