Авторам нового дослідження вдалося поєднати квантову фізику та машинобудування для контролю над квантовими явищами при кімнатній температурі.
Дослідники створили оптико-механічну систему, що працює за кімнатної температури. Світло та механічний рух у цій установці взаємопов’язані. Завдяки їй вчені можуть високою точністю вивчати, як світло впливає на об’єкти, що рухаються.
Основна проблема кімнатної температури тепловий шум, який порушує тонку квантову динаміку. Щоб звести ефект до мінімуму, вчені використовували порожнисті дзеркала, які відбивають світло назад і вперед усередині замкнутого простору (порожнини), ефективно «уловлюючи» його та посилюючи його взаємодію з механічними елементами системи. Щоб зменшити тепловий шум, на дзеркала нанесли кристалоподібних періодичних структур — фононні кристали.
Інший важливий компонент установки — 4-міліметровий барабанний пристрій, який вчені назвали механічним осцилятором. Він взаємодіє зі світлом усередині порожнини. Його відносно великий розмір та конструкція — ключ до ізоляції від шуму навколишнього середовища. Це дозволяє виявляти тонкі квантові явища за кімнатної температури.
«Досягнення режиму квантової оптомеханіки при кімнатній температурі було відкритим завданням протягом десятиліть. Наша робота ефективно реалізує мікроскоп Гейзенберга, який довгий час вважався лише теоретичною іграшковою моделлю», — укладають автори дослідження.
Результати опубліковано у журналі Nature.