O echipă de cercetători de la Universitatea Tehnică din Viena (TU Wien), în colaborare cu ETH Zürich, a reușit pentru prima dată să obțină stări cuantice în obiecte la temperatura camerei, fără a fi nevoie de răcire până la temperaturi extrem de scăzute. Experimentul a fost realizat pe sfere de sticlă mai mici decât un grăunte de nisip și reprezintă o descoperire semnificativă pentru fizica cuantică, potrivit InterestingEngineering.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Până în prezent, majoritatea experimentelor din domeniu erau realizate la temperaturi apropiate de zero absolut, pentru a izola particulele de perturbațiile mediului. În noul studiu, cercetătorii au folosit o nanoparticulă ușor eliptică, menținută într-un câmp electromagnetic. Aceasta a început să se rotească în jurul unei poziții de echilibru, comportament comparat de oamenii de știință cu acul unei busole.
„Această oscilație depinde de energie și de modul în care particula este influențată de mediul înconjurător și de temperatură”, a explicat Carlos Gonzalez-Ballestero, de la Institutul de Fizică Teoretică din TU Wien, coordonatorul studiului. În lumea cuantică, mișcările de oscilație au niveluri discrete de energie, cunoscute sub numele de cuante de oscilație. Starea fundamentală este nivelul minim posibil de vibrație, iar stările excitate apar la energii mai mari.
Pentru a atinge starea cuantică dorită, echipa a utilizat un sistem de lasere și oglinzi, capabil să adauge sau să extragă energie din mișcarea nanoparticulei. Prin ajustarea precisă a oglinzilor, cercetătorii au reușit să reducă energia rotației până aproape de starea fundamentală, cu o probabilitate mare de extragere a energiei și una scăzută de adăugare.
„Energia mișcării de rotație poate fi redusă foarte eficient fără a scădea energia termică internă a nanoparticulei”, a explicat Gonzalez-Ballestero. Rezultatul este cu atât mai surprinzător cu cât particula avea o temperatură internă de câteva sute de grade. „Amazingly, the rotation can freeze, so to speak, even though the particle itself has a very high temperature”, a subliniat cercetătorul, evidențiind caracterul inedit al reușitei.
Această metodă se bazează pe tratarea separată a diferitelor grade de libertate ale particulei, ceea ce permite obținerea stării cuantice pentru mișcarea de rotație, independent de temperatura generală a obiectului.
Descoperirea deschide noi perspective în studierea fenomenelor cuantice la scări mai mari decât cele atomice și moleculare, eliminând una dintre marile limitări ale experimentelor tradiționale – necesitatea echipamentelor costisitoare de răcire extremă.
„Această realizare permite studierea particulelor în stări cuantice ‘mai pure’ fără necesitatea temperaturilor ultrajoase”, a concluzionat Gonzalez-Ballestero.
Rezultatele au fost publicate în revista Nature Physics, marcând un pas important spre extinderea aplicabilității fizicii cuantice în condiții mai accesibile pentru cercetare și dezvoltare tehnologică.
