Ученые используют сжатый свет, чтобы охладить объекты до нуля Кельвина

Как то, что уже супер круто, становится еще холоднее? Конечно, изменяя законы физики! Впервые физики охладили механический объект ниже минимального температурного предела, называемого «квантовым пределом». Они совершили этот подвиг, охладив микроскопический механический барабан до беспрецедентного уровня в 360 микроКельвин, который примерно в 10000 раз холоднее космического вакуума. Поэтому они достигли самой низкой температуры, известной человечеству!

Руководитель группы Джон Тойфель из Национального института стандартов и технологий США в Боулдере, штат Колорадо, рассказал об открытии:

«Это намного холоднее, чем любая естественная температура во Вселенной».

Другой следователь, Хосе Аументадо, добавил в пресс-релизе.

«Результаты стали полной неожиданностью для специалистов в этой области».

Маленький механический барабан был создан с использованием вибрирующей алюминиевой мембраны. Исследователям удалось снизить температуру до менее чем одной пятой одного более низкого кванта (единого энергетического пакета, содержащегося в фотоне), что противоречило всем общим законам физики.

Теперь команда пришла к выводу, что техника настолько мощная, что теоретически ее можно использовать для охлаждения объектов до абсолютного нуля, то есть температуры, при которой материи не хватает всей энергии и движения.

Кредиты: Физика Центральная

Обычно лазер может замедлять движение атомов, гасить тепловые колебания и, следовательно, снижать общую температуру. Тем не менее, с введением новой техники, которая использует «сжатый» свет; атомы станут намного холоднее, чем раньше.

Этот сжатый свет более организован в одном направлении по сравнению с другим, устраняя квантовый шум / флуктуации. Раньше в своих приложениях квантовая криптография использовала одну и ту же технику довольно часто, но впервые она применяется для охлаждения чего-либо и получения превосходных эффектов.

Ранее считалось, что шум определяет квантовый предел, когда речь идет об охлаждении объекта, но концепция сжатия света разрушила его.

«Шум поднимает или нагревает то, что вы пытаетесь охладить», – сказал Тойфель. Мы сжимаем свет на «магическом» уровне, в очень специфическом направлении и количестве, чтобы получить идеально коррелированные фотоны с более стабильной интенсивностью. Эти фотоны хрупкие и мощные “.

Эти результаты могут привести к созданию сверхбыстрой электроники будущего. Барабанный инструмент имел диаметр 20 микрон и толщину 100 нанометров, встроенный в сверхпроводящую цепь. Этот размер барабана питается от квантовых компьютеров, которые объединяют квантовые и механические элементы, которые становятся быстрее и точнее по мере их охлаждения.

«Чем холоднее барабан, тем лучше он будет для любого применения», – сказал Тойфель. Датчики станут более чувствительными. Вы можете хранить информацию дольше. Если бы вы использовали его на квантовом компьютере, вы бы вычислили без искажений и получили бы нужный вам ответ ».

Это открытие потрясает арендаторов квантовой механики. Как всегда с наукой, то, что раньше было немыслимо, вскоре оказывается просто царапиной на поверхности. Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Как вы думаете, это открытие может помочь в современных приложениях? Комментарий ниже!