研究人员将40公斤的物体冷却至靠近其量子的地面状态

2021-06-18 03:40:36

遵守量子力学规则的对象与我们周围熟悉的世界的行为相同。那个差异导致一个明显的问题:是否有可能获得日常项目开始表现出像量子对象?

但看到量子行为需要限制对象和#39;互动与其环境变得越来越困难,因为物体变大。尽管如此,在增加我们可以以量子状态放置的物体的大小,具有进展的进展,具有小振荡器,甚至是砂粒是显着的例子。

到目前为止,研究人员很大程度上通过缩放相对容易使用的系统来实现这一挑战。但在今天的科学问题中,研究人员报告说,他们靠近将一个大物体放入其量子地面,这是一个真正的大物体:被称为Ligo的40千克镜子的重力观测所。

镜子是利加乐的功能的核心。它们'重新放置在长隧道的相对端上,允许激光多次沿着隧道来回弹跳。这使得光的光远程远远较大,因此更有可能在通过引力波来体验可测量的影响。

镜子中的任何噪音都会导致探测器的功能出现问题,因此它们以各种方式稳定&#39。首先,它们'重沉,称重40千克(88.2磅)。它们' RE也悬挂在刚性电缆上,使镜子变成类似于摆锤的东西。最后,阻尼系统读取镜子的位置并施加力以使其保持在其预期的位置。

阻尼系统是目前实验的关键。该设置包括一些金电极,它们本身偏振镜子。这允许控制电压赋予镜子的力。处理镜子的位置和运动的测量和计算的补偿力,并且产生适当的信号以通过电气系统施加该力。

该系统具有必要的延迟,因为控制回路中涉及的计算竞争效果效果' t瞬间执行。并且,由于系统充当摆锤,所以施加到它的任何力可以用于减慢其电流摆动或加速它以在不同的频率上摆动。

幸运的是,这里涉及的延迟旨在抑制系统,而不是改变其频率。 (这在技术上仅为单一模式或频率范围,摆动的单一模式或频率范围;)随着时间的推移,随着系统的持续调整,效果是从系统中排出能量,有效地冷却它。在一段时间内,研究人员估计其有效温度仅为77纳米 - 开尔文,或者非常接近绝对零。

研究人员还在声子方面,振动的量子单位。在过程结束时,40千克镜子中可能有11个声子。那个' s不是量子地面状态,这将涉及排空声子系统。但它非常接近,并且可能已经有助于研究大物体上的量子现象;如果没有,它会' t act uply改进了。

作者认为最令人兴奋的前景是摆动的运动也取决于引力效应,我们' ve无法与量子力学协调。新的工作,他们建议,"暗示在巨型量子系统上研究引力脱机的诱惑前景。"而且,与一粒沙子相比,40公斤肯定有资格与巨大一样。