В мире не так уж много людей, не понаслышке знакомых с квантовой физикой. Гораздо больше тех, кто интересуется нобелевскими лауреатами. И если открыть справочник, то мы без труда найдем информацию, что в 1997 году Нобелевскую премию получили три исследователя, разработавших метод охлаждения единичных атомов с помощью лазера.
Учёные из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) пошли ещё дальше. Недавно им удалось с помощью всё тех же лазеров добиться замораживания целых объектов, а не только атомов. Зеркало размером с небольшую монетку было охлаждено до 0,8 К, что соответствует более привычным -272°C. Таким образом, исследователи пытаются изучить квантовые свойства объектов. В перспективе, с помощью данной технологии объекты могут охлаждаться до ещё более низких температур. «Мы всегда знали из институтского курса физики, что крупные объекты ведут себя отлично от законов квантовой механики, так как они слишком горячи. Тепловая энергия скрывает их квантовые свойства», – рассказывает Томас Корбит (Thomas Corbitt), аспирант института.
В теории охлаждение лазером выглядит достаточно просто. Объект бомбардируется фотонами, и при особых условиях вместо поглощения происходит их отскакивание от поверхности. При этом они забирают больше энергии, чем несут с собой. Для изучения квантовых свойств достаточно крупных объектов необходимо устранить многие механические эффекты, и основным препятствием этому является температура. Секрет лежит в одновременном использовании двух технологий: оптических ловушек и оптического демпфирования. Оптические ловушки используют зеркальную поверхность на пути луча лазера в максимально интенсивной части. Для отвода избыточной температуры используется демпфирование, при этом объект должен быть свободен от других механических воздействий.
По мнению учёных, изучение квантовых свойств объектов может стать настоящим прорывом в мире физики. Согласно заявлению, на пути экспериментаторов имеется немало подводных камней, но исследователи, тем не менее, настроены оптимистично.
Источник новости: Nordic Hardware