play-rounded-fill
Сейчас в эфире 05:00 Наносфера Научно-образовательная программа
Новости

Создан “усилитель” квантовых взаимодействий между наночастицами

Эта установка позволяет “запутывать” на квантовом уровне крупные объекты на больших расстояниях.

Европейские физики создали набор из связанных друг с другом оптических ловушек, способных усиливать квантовые взаимодействия между заключенными внутри них наночастицами. Эта установка позволяет “запутывать” на квантовом уровне крупные объекты на больших расстояниях.

Для изучения макропроявлений квантовой механики ученым необходимо защитить квантовые взаимодействия объектов от источников шума. Это можно сделать как путем подавления шума, так и усилив эти взаимодействия. Проведенные нами опыты показали, что квантовые взаимодействия между наночастицами из стекла можно усилить на несколько порядков.

Исследователи добились этого благодаря использованию оптических ловушек, комбинаций из нескольких лазерных лучей, способных удерживать в одной и той же точке пространства крупные наночастицы из стекла, чей диаметр составляет 150 нанометров. Другие излучатели при этом взаимодействуют с нанообъектами и заставляют их колебаться в определенном направлении и на определенных частотах.

Физики обнаружили, что эти колебания приводят к усилению квантовых взаимодействий между наночастицами в том случае, если поместить обе ловушки внутри оптического резонатора. Он представляет собой набор из зеркал, расположенных таким образом, что заточенные между ними частицы света многократно взаимодействуют и с той, и с другой наночастицей прежде, чем фотонам удастся “сбежать” из резонатора.

Первые опыты с этой установкой показали, что она позволяет усиливать взаимодействия между наночастицами на несколько порядков по сравнению с результатами прошлых экспериментов при очень больших расстояниях между частицами, составлявших порядка 5,5 микрометра. Дальнейшее улучшение свойств оптических ловушек и резонатора, как предполагают физики, позволит им разместить взаимодействующие наночастицы на еще больших расстояниях друг от друга, составляющих несколько миллиметров.

Ученые надеются, что последующие опыты с этой установкой, охлажденной до сверхнизких температур, позволят физикам приступить к поискам границы между миром квантовой механики и классической физики, а также позволят создать новые детекторы гравитационных волн и прочие типы квантовых сенсоров, в работе которых будут задействованы крупные наноструктуры.

В настоящее время ученые считают, что два яблока и прочие видимые объекты не могут быть объединены подобными незримыми связями по той причине, что они разрушаются в результате так называемой декогеренции. Подобным образом исследователи называют последствия взаимодействий объектов, “запутанных” на квантовом уровне, с атомами, молекулами, прочими скоплениями материи и силами окружающей среды.

В соответствии с этой логикой, чем крупнее объект, тем больше и чаще он контактирует с окружающей средой и тем быстрее распадаются квантовые связи, соединяющие его с другими частицами и телами. Это соображение породило дискуссии о том, где начинается и кончается квантовая механика, влияет ли она на поведение крупных объектов в целом и можно ли нащупать границу между квантовым микромиром и обыденным макромиром.

Источник: nauka.tass.ru