2021년 6월 17일 외신 보도.
양자 시스템이 가능한 가장 낮은 에너지에 있을 때 우리는 그것을 “기저 상태”라고 말합니다. 현재 사람 크기의 물체가 지금까지는 가장 큰 물체의 상태라고 할 수 있습니다.
물리학자들은 라이고 중력파 관측소(LIGO Gravitational Wave Observatory)의 반사 거울에 의해 형성된 10kg의 광기계적 발진기를 운동 양자 바닥 상태에 가까운 지점까지 냉각시켰습니다.
“사이언스” 잡지에 실린 보고서에 따르면 발진기의 질량은 이전 기록 보유자보다 10조 배나 되는데, 이 기록은 기저 상태 근처에서 준비된 가장 무거운 물체를 보유한 것입니다. 이 돌파구는 확실히 LIGO의 민감도를 크게 향상시키고 중력파를 더 자세히 감지할 것입니다.
그러나 또 다른 중요한 응용이 있을 수 있는데 그것은 대규모 양자 현상을 연구하는 방법을 제공할 수 있다는 것입니다.
이것은 중력을 테스트하는 전례 없는 방법을 제공할 수 있습니다. 연구자들은 “중력이 거대한 양자 상태에 어떻게 작용하는지 관찰한 사람은 아무도 없습니다”라고 말했습니다.
우리는 양자 상태에서 킬로그램 규모의 물체를 준비하는 방법을 시연했습니다. 이것은 마침내 실험 연구의 문을 여는 계기가 되었습니다. 중력이 대형 양자 물체에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 연구하는 것인데 이것은 사람들이 지금까지 꿈꾸던 것입니다.
발진기는 단일 유형의 물체가 아니지만 LIGO에서 사용하는 40kg거울 4개의 움직임을 결합합니다. 그것들을 같이 놓아 두고 하나의 시스템으로 고려할 때 물리학자들은 전체 배열을 약 180억 원자(1026 원자)로 줄일 수 있는데 무게는 약 10킬로그램입니다.
LIGO 감지기에 사용되는 4개의 고급 LIGO 40kg 반사 거울 중 하나입니다.
LIGO는 무게가 40kg인 거울 4개의 연결된 움직임을 측정하도록 설계되었습니다.
수학적 방법을 사용하여 이러한 물체의 관절 동작 다이어그램을 그릴 수 있고 그것을 10kg 물체의 운동으로 상상해 볼 수도 있습니다.
기저 상태에 놓인 이 원자 그룹의 예상 온도는 11 나노 미터 켈빈에 불과합니다. 이것은 절대 영도보다 10억 분의 1도 더 높습니다.
발진기의 온도가 77나노 미터 켈빈으로 떨어졌습니다.
이 물체는 매우 정적이어서 양성자 크기의 1천 분의 1이상을 움직이지 않습니다.
수디르는 “이 온도는 원자 물리학자들이 원자를 냉각시켜서 기저 상태에 도달하는 온도와 비슷합니다. 이 온도는 대략 1백만 개의 원자로 이루어진 작은 구름이며 무게는 피코 그램입니다.”라고 설명했습니다.
그래서 더 무거운 물건을 같은 온도로 식힐 수 있기 때문에 정말로 너무나 놀랍습니다.
거울 기술은 거시 세계에서 양자 역학의 역할을 더 잘 이해하도록 사용되었습니다.
작년에 이 연구팀은 레이저 빔이 거울에 비추기 때문에 발생하는 불가능한 미세한 충돌의 영향으로 인한 거울의 양자 파동을 기록했습니다.
발표 시간 : 2021-06-20 18:52:11
출처 : 아리박사
