2021年06月17日外媒报道。
当量子系统处于可能的最低能量时,我们说它处于基态。
现在,人类规模的物体几乎已经达到了这种状态,这是迄今为止最大的物体。
物理学家已经将LIGO引力波天文台的反射镜形成的10公斤光机振荡器冷却到接近其运动量子基态的程度。
据《科学》杂志报道,该振荡器的质量是之前记录保持者的10万亿倍,该记录是在其运动基态附近准备的最重物体的保持者。
这一突破肯定会极大地提高LIGO的灵敏度,并更详细地探测引力波。
但它可能还有另一个重要的应用:它可以提供研究大规模量子现象的方法。
这可能会提供前所未有的测试重力的方法。
研究人员说:“没有人观察到引力如何作用于大质量量子态。”
“我们已经演示了如何在量子态下制备千克量级的物体。这终于为一项实验研究打开了大门,研究引力可能如何影响大型量子物体,这是迄今为止人们梦寐以求的事情。”
振荡器不是一个单一的有形物体,但它结合了LIGO使用的四个40公斤镜子的运动。
当把它们放在一起考虑时,作为一个单一的系统,物理学家可以将整个排列减少到大约一千八十亿个原子(1026个原子),重量大约10公斤。
LIGO探测器中使用的四个高级LIGO 40公斤反射镜之一。
LIGO的设计目的是测量四个40公斤重的镜子的联合运动。
“事实证明,你可以用数学方法绘制出这些物体的关节运动图,并把它们想象成一个10公斤重的物体的运动。”
这组原子处于基态的预测温度仅为11纳米开尔文。
这只比绝对零度高出十亿分之一度。
振荡器的温度降到了77纳米开尔文。
这个物体是如此的静止,以至于它的移动不会超过质子大小的千分之一。
苏迪尔解释说:“这与原子物理学家冷却原子以达到基态的温度相当,那是一个可能有一百万个原子的小云,重量为皮克。”
“所以,你能把重得多的东西冷却到同样的温度,这真是太了不起了。”
镜像技术已经被用来更好地理解量子力学在宏观世界中的作用。
去年,该研究小组记录了由于激光照射到镜子上产生的不可能的微小撞击而导致的镜子的量子波动。
来源: 阿力博士