Ученые и инженеры, работающие с оптомеханическими системами, пытаются использовать в своих целях странные эффекты и явления квантового мира. Для этого они объединяют различные компоненты систем с элементами сверхпроводящих схем. Все это охлаждается и работает при температурах порядка 100 милликельвинов, но в некоторых случаях и такой температуры недостаточно для того, чтобы устройство «перешло» в квантовый мир и надежно там закрепилось. Для перемещения в квантовый мир крупных объектов, видимых невооруженным глазом, требуются еще более близкие к точке абсолютного нуля температуры и новые методы охлаждения.

Такой новый нелинейный механизм охлаждения, способный быстро и эффективно охладить даже крупные объекты, продемонстрировали ученые из университета Инсбрука и Института квантовой оптики и квантовой информатики (Institute of Quantum Optics and Quantum Information, IQOQI).

В своих экспериментах ученые соединили механический объект, вибрирующую полосу, длиной 100 микрометров, со сверхпроводящей схемой. В качестве «соединителя» использовалось магнитное поле, вырабатываемое постоянным магнитом, закрепленным на вибрирующей полосе. При перемещениях магнита происходят изменения магнитного потока, циркулирующего по схеме, «сердцем» которой является SQUID-устройство (superconducting quantum interference device).

Резонансная частота SQUID-устройства изменяется в зависимости от магнитного потока, который, в свою очередь, регулируется при помощи микроволновых сигналов. И при определенных частотах резонанса, микромеханический генератор (вибрирующая полоса с магнитом) может перейти практически в самое низкоэнергетическое квантовое состояние, т.е. охладиться до температуры очень и очень близкой к точке абсолютного нуля.

«Здесь мы используем то, что изменение резонансной частоты SQUID-устройства является нелинейной функцией по отношению к мощности СВЧ-излучения, которое управляет колебаниями генератора. И, как следствие, при помощи этого мы можем охладить объект, на порядок величины более крупный, чем это было бы возможно при помощи другого способа и при таком же уровне мощности» — пишут исследователи, — «Теперь путь для поисков и изучения квантовых свойств больших макроскопических объектов полностью открыт, и вскоре можно будет ожидать новых открытий и свершений в этой области».

Ключевые слова:
Охлаждение, Объект, Квантовый, Мир, Состояние, Температура, Резонанс, Мощность, SQUID

Первоисточник

Другие новости по теме:

Материалы по теме:

Ученые впервые зарегистрировали частицы нейтрино, порожденные при столкновениях в коллайдере

Группа ученых из Калифорнийского университета в Ирвине впервые в истории зарегистрировала загадочные частицы нейтрино, порожденные при столкновениях в недрах коллайдера. Данное открытие позволило проникнуть ...

Новый генератор холодных атомов может стать основой портативных квантовых устройств

Технологии, основанные на использовании законов причудливого квантового мира, уже достаточно давно используются в областях высокоточного хронометрирования, космической навигации, геолокации и т.п. Однако, с точки ...

Физики получили совершенно новое состояние материи, заставив объединиться четыре свободных электрона

Около 20 лет назад учеными-физиками была предсказана возможность существования так называемых электронных квадруплетов, четырех свободных электронов, объединившихся в одну квазичастицу. И только совсем недавно ...

Физики синтезировали крайне необычный изотоп — актиний 204

Группа ученых-физиков из Института современной Физики (Institute of Modern Physics, IMP) Китайской Академии наук успешно синтезировала новый изотоп, актиний 204, который является самым легким ...

Физикам удалось создать инвертированные во времени оптические волны

Группа исследователей из университета Квинсленда и лаборатории Nokia Bell Labs разработала новый метод, позволяющий получать инвертированные во времени оптические волны. Временное инвертирование в физике ...