Mecanica cuantică se aplică de obicei obiectelor foarte mici: atomi, electroni și altele asemenea. Dar fizicienii au adus acum echivalentul unui obiect de 10 kilograme la marginea tărâmului cuantic.
Oamenii de știință de la Observatorul de unde gravitaționale cu interferometru laser avansat, sau LIGO, au redus vibrațiile într-o combinație a oglinzilor instalației la aproape cel mai scăzut nivel permis de mecanica cuantică, raportează ei în 18 iunie. Ştiinţă.
Cercetătorii au înăbușit diferențele dintre mișcarea celor patru oglinzi de 40 de kilograme ale LIGO, punându-le într-o sincronizare aproape perfectă. Când oglinzile sunt combinate în acest fel, ele se comportă eficient ca un singur obiect de 10 kilograme.
LIGO este proiectat să măsoare undele gravitaționale, folosind lumina laser care sare între seturi de oglinzi din cele două brațe lungi ale detectorului (SN: 2/11/16). Dar fizicianul Vivishek Sudhir de la MIT și colegii au folosit în schimb lumina laser pentru a monitoriza mișcările oglinzilor cu o precizie extremă și pentru a aplica câmpuri electrice pentru a rezista mișcării. „Este aproape ca o căști cu anulare a zgomotului”, spune Sudhir. Dar în loc să măsoare sunetele din apropiere și să anuleze acel zgomot, tehnica anulează mișcarea.
Cercetătorii au redus mișcările relative ale oglinzilor la aproximativ 10,8 fononi, sau unități cuantice de vibrație, aproape de limita cuantică a zero fononi.
Scopul studiului nu este de a înțelege mai bine undele gravitaționale, ci de a se apropia de dezvăluirea secretelor mecanicii cuantice. Oamenii de știință încă încearcă să înțeleagă de ce obiectele mari nu respectă de obicei legile mecanicii cuantice. Astfel de obiecte își pierd proprietățile cuantice sau se decoerează. Studierea stărilor cuantice ale obiectelor mai masive ar putea ajuta oamenii de știință să stabilească cum are loc decoerența.
Studiile anterioare au observat obiecte mult mai mici în stări cuantice. În 2020, fizicianul Markus Aspelmeyer de la Universitatea din Viena și colegii săi au adus vibrațiile unei nanoparticule la limita cuantică (SN: 1/30/20). Oglinzile LIGO sunt „un sistem fantastic pentru a studia efectele de decoerență asupra obiectelor super-masive în regim cuantic”, spune Aspelmeyer.