Vijay entra Niniko alcançou um progresso na pesquisa quântica, mostrando que as nanopartículas podem exibir vibrações rotacionais quânticas, mesmo à temperatura ambiente – e sem resfriamento.
“Data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “tabindex =” 0 “função =” link “> zero completo.
Utilizando as nanopartículas elípticas mantidas no campo eletromagnético, eles cuidadosamente sintonizaram lasers e espelhos para drenar o ponto de energia de sua rotação até quase chegar ao estado fundamental quântico puro. Surpreendentemente, a própria partícula foi aquecida centenas de graus, embora sua rotação seja “estável” em condições quânticas.
Encontrando as limitações da física quântica
Quais são os limites da física quântica? Vijay, em todo o mundo, procura essa pergunta há décadas. Para tornar os efeitos quânticos úteis na tecnologia, os pesquisadores devem determinar que o comportamento quântico é possível não apenas em átomos e átomos, mas também em muitas coisas maiores do que esses pequenos blocos de construção de substância.
Um exemplo é uma esfera de vidro microscópica que representa cerca de um diâmetro de nanômetro. Embora cada esfera seja mais do que mil vezes o grão de areia, ela ainda é considerada maior na área quântica. Ao longo dos anos, Vijay tentou descobrir se as partículas desse tamanho podem manter as propriedades quânticas. Uma equipe da ETH Zurique, que trabalhou com teóricos de Tu Vien (Viena), agora fez uma grande descoberta. Eles mostraram que as vibrações rotacionais de tais esferas seguem as regras da física quântica quando não apenas estão cheias de zero com técnicas muito complexas, mas também em temperatura ambiente normal.
Vibração quanta: apenas alguns woobbles são permitidos
“As partículas microscópicas sempre mergulham um pouco”, diz Carlos Gonzalez-Balestero, da Organização da Física Teórica da TU Win.
Na vida cotidiana, qualquer tipo de oscilação parece possível. O pêndulo do relógio, por exemplo, pode balançar em qualquer ângulo, e você pode torná -lo mais forte ou mais gentilmente oscilar como quiser. O mundo quântico funciona de maneira diferente. Em Gies muito baixos, a oscilação vem em uma certa quantidade independente chamada “oscilação quanta”.
Existe a menor vibração possível, chamada de “estado fundamental”, seguido por um pouco mais de vibração com um pouco mais de zonas de energia (“Primeiro Estado excitado”) e assim por diante. Não existem estados entre essas camadas, mas uma partícula pode capturar a combinação quântica de múltiplos estados de vibração simultaneamente, o principal princípio da mecânica quântica.
“É muito difícil colocar uma nanopartícula em um estado em que suas propriedades quânticas são claras”, diz Carlos Gonzalez-Balestero. “Você precisa flutuar as partículas para separá -lo o máximo possível. E geralmente precisa garantir temperaturas extremamente baixas, próximas ao zero completo, que é de 273,15 graus.
“Data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “tabindex =” 0 “função =” link “> Celsius. “
Circulação quântica separada em partículas quentes
O ETH Zurique e a Tu Vienne agora desenvolveram uma técnica que permite que o aspecto muito distinto da nanopartícula esteja no quântico físico para o físico, mas a própria partícula está em um estado quente e confuso.
Carlos Gonzalez-Balestero explica: ‘Usamos um nanopartical que não é completamente redondo, mas ligeiramente elíptico’. “Quando você pega essas partículas no campo eletromagnético, elas começam a girar. Nossa pergunta era: podemos ver as propriedades quânticas dessa vibração rotacional? Podemos rettic para a RACA de energia desse movimento de rotação até que seja principalmente no estado fundamental quântico?”
Feixes a laser e sistemas de espelho foram utilizados para esse fim. Carlos Gonzalez-Balestero explica que ‘o laser pode fornecer energia à nanopartícula ou tirar a energia Raja para longe dela’. Ao ajustar adequadamente os espelhos, você pode garantir que a energia esteja enferrujada com alta probabilidade. A energia do movimento rotacional é reduzida até que seja reduzida. “
Para conseguir isso, no entanto, muitos problemas teóricos difíceis precisavam ser resolvidos – o som quântico dos lasers teve que entender e controlar adequadamente.
Pureza quântica recorde
Finalmente, foi realmente possível mostrar que a rotação poderia ser levada para um estado que quase especificamente corresponde ao estado fundamental mecânico quântico. A coisa surpreendente sobre isso é que o nanopartical não poderia esfriar – pelo contrário, na verdade está várias centenas de graus.
Carlos Gonzalez-Balestero explica: “Você precisa considerar a liberdade de liberdade diferente”. Isso permite que as energias do movimento de rotação sejam reduzidas com muita eficácia sem reduzir a energia térmica interna do nanopartal ao mesmo tempo. Surpreendentemente, a rotação pode se estabilizar, por assim dizer, embora as próprias partículas tenham uma temperatura de temperatura. “
Isso tornou possível criar um estado “puro” em termos de física quântica, que anteriormente era possível com as mesmas partículas – embora o resfriamento não fosse necessário. “A tecnologia é uma maneira surpreendentemente prática de avançar os limites da física quântica”, diz Carlos Gonzalez-Balestero. “Agora podemos estudar as propriedades quânticas dos objetos de bugs em um constante e confiável, o que raramente era possível”.
Referências: Lorenzo Dania, Sc Scar Smile, Johannes Piotroski, David Kandoli, Jaydev Vijayan, Orial Romero-Issart, Carlos Gonzalez-Baltero, Lucas B Bal Lesterro, Lucas Novotni, 6 de agosto de 2025. Link da fonte
