Παρατήρηση μακροσκοπικών κβαντικών επιδράσεων στο σκοτάδι

(Ειδήσεις Nanowerk) Να είστε γρήγοροι, αποφύγετε το φως και κυλήστε μέσα από μια καμπυλωτή ράμπα: Αυτή είναι η συνταγή για ένα πρωτοποριακό πείραμα που προτείνουν οι θεωρητικοί φυσικοί σε μια πρόσφατη εργασία που δημοσιεύτηκε στο Επιστολές Φυσικής Επισκόπησης (“Macroscopic Quantum Superpositions via Dynamics in a Wide Double-Well Potential”). Ένα αντικείμενο που εξελίσσεται σε ένα δυναμικό που δημιουργείται μέσω ηλεκτροστατικών ή μαγνητικών δυνάμεων αναμένεται να δημιουργήσει γρήγορα και αξιόπιστα μια μακροσκοπική κατάσταση κβαντικής υπέρθεσης. Ένα γυάλινο σφαιρίδιο μεγέθους νανοκλίμακας που εξελίσσεται σε ένα δυναμικό που δημιουργείται μέσω ηλεκτροστατικών ή μαγνητικών δυνάμεων εισέρχεται σε μια μακροσκοπική κατάσταση κβαντικής υπέρθεσης. (Εικόνα: Helene Hainzer) Τα όρια μεταξύ της καθημερινής πραγματικότητας και του κβαντικού κόσμου παραμένουν ασαφή. Όσο πιο μαζικό είναι ένα αντικείμενο, τόσο πιο εντοπισμένο γίνεται όταν γίνεται κβαντικό μέσω της ψύξης της κίνησής του στο απόλυτο μηδέν. Ερευνητές, με επικεφαλής τον Oriol Romero-Isart από το Ινστιτούτο Κβαντικής Οπτικής και Κβαντικής Πληροφορίας (IQOQI) της Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών (ÖAW) και του Τμήματος Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ, προτείνουν ένα πείραμα στο οποίο ένα οπτικά αιωρούμενο νανοσωματίδιο , ψυχόμενο στη βασική του κατάσταση, εξελίσσεται σε ένα μη οπτικό («σκοτεινό») δυναμικό που δημιουργείται από ηλεκτροστατικές ή μαγνητικές δυνάμεις. Αυτή η εξέλιξη στο σκοτεινό δυναμικό αναμένεται να δημιουργήσει γρήγορα και αξιόπιστα μια μακροσκοπική κβαντική κατάσταση υπέρθεσης. Το φως λέιζερ μπορεί να ψύχει μια γυάλινη σφαίρα μεγέθους νανοκλίμακας στη βασική της κατάσταση. Μένουν μόνες, βομβαρδισμένες από μόρια αέρα και διασκορπίζοντας το εισερχόμενο φως, τέτοιες γυάλινες σφαίρες θερμαίνονται γρήγορα και εγκαταλείπουν το κβαντικό καθεστώς, περιορίζοντας τον κβαντικό έλεγχο. Για να αποφευχθεί αυτό, οι ερευνητές προτείνουν να αφήσουμε τη σφαίρα να εξελίσσεται στο σκοτάδι, με το φως κλειστό, καθοδηγούμενο αποκλειστικά από μη ομοιόμορφες ηλεκτροστατικές ή μαγνητικές δυνάμεις. Αυτή η εξέλιξη δεν είναι μόνο αρκετά γρήγορη για να αποτρέψει τη θέρμανση από αδέσποτα μόρια αερίου, αλλά επίσης αυξάνει τον ακραίο εντοπισμό και αποτυπώνει αναμφισβήτητα κβαντικά χαρακτηριστικά. Το πρόσφατο έγγραφο στο Επιστολές Φυσικής Επισκόπησης συζητά επίσης πώς αυτή η πρόταση παρακάμπτει τις πρακτικές προκλήσεις αυτού του τύπου πειραμάτων. Αυτές οι προκλήσεις περιλαμβάνουν την ανάγκη για γρήγορες πειραματικές διαδρομές, την ελάχιστη χρήση του φωτός λέιζερ για την αποφυγή της αποσυνοχής και την ικανότητα γρήγορης επανάληψης πειραματικών διαδρομών με το ίδιο σωματίδιο. Αυτές οι εκτιμήσεις είναι ζωτικής σημασίας για τον μετριασμό των επιπτώσεων του θορύβου χαμηλής συχνότητας και άλλων συστηματικών σφαλμάτων. Αυτή η πρόταση έχει συζητηθεί εκτενώς με πειραματικούς εταίρους στο Q-Xtreme, ένα έργο ERC Synergy Grant που υποστηρίζεται οικονομικά από την Ευρωπαϊκή Ένωση. «Η προτεινόμενη μέθοδος ευθυγραμμίζεται με τις τρέχουσες εξελίξεις στα εργαστήριά τους και σύντομα θα είναι σε θέση να δοκιμάσουν το πρωτόκολλό μας με θερμικά σωματίδια στο κλασικό καθεστώς, το οποίο θα είναι πολύ χρήσιμο για τη μέτρηση και την ελαχιστοποίηση των πηγών θορύβου όταν τα λέιζερ είναι απενεργοποιημένα», λέει ο θεωρητική ομάδα του Oriol Romero-Isart. «Πιστεύουμε ότι ενώ το απόλυτο κβαντικό πείραμα θα είναι αναπόφευκτα δύσκολο, θα πρέπει να είναι εφικτό καθώς πληροί όλα τα απαραίτητα κριτήρια για την προετοιμασία αυτών των μακροσκοπικών καταστάσεων κβαντικής υπέρθεσης».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64374.php