Po raz pierwszy w dziejach udało się schłodzić mechaniczny obiekt do temperatury poniżej limitu kwantowego i nagiąć w ten sposób prawa fizyki. Specjaliści z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) schłodzili miniaturowy bęben do 360 mikrokelwinów.

To temperatura znacznie niższa niż występująca gdziekolwiek we wszechświecie – cieszy się John Teufel, który stał na czele zespołu prowadzącego eksperyment. Uzyskany przez nas wynik zaskoczył ekspertów – dodaje José Aumentado.

Wspomniany bęben został wykonany z aluminium i schłodzono go do temperatury pięciokrotnie niższej niż przewidują prawa fizyki. Wykorzystana technika jest tak skuteczna, że – jak twierdzą jej twórcy – można będzie za jej pomocą schłodzić obiekty do zera absolutnego.

Zwykle do chłodzenia obiektów wykorzystuje się lasery, które spowalniają ruch atomów. Im bardziej spójne światło lasera, tym silniejszy efekt chłodzący. Uczeni z NIST wykorzystali coś, co nazwali ‘ściśniętym światłem’, dzięki czemu uzyskali temperatury niższe niż uważano za możliwe do uzyskania. Światło w stanie ściśniętym jest bardziej zorganizowane w jednym kierunku w porównaniu z drugim. Jest ono często używane w kwantowej kryptografii, a teraz po raz pierwszy wykorzystano je podczas chłodzenia obiektów. Takie światło charakteryzuje się mniejszymi zakłóceniami kwantowymi. Zakłócenia takie podgrzewają obiekty i wyznaczają granicę, poniżej której nie można ich schłodzić. Stąd właśnie wspomniany wcześniej limit kwantowy chłodzenia za pomocą światła. Ścisnęliśmy światło w bardzo specyficznym kierunku i o specyficzną wartość, uzyskując w ten sposób idealnie skorelowane bardziej stabilne fotony. W takim stanie są one jednocześnie bardzo delikatne i potężne – dodaje Teufel.

Przedmioty schłodzone do tak niskich temperatur mogą pozwolić na stworzenie bardziej doskonałej elektroniki, czujników czy urządzeń do badania natury świata kwantowego.

Polecane: