物理學家將10公斤重的物體冷卻到接近其運動基態

當你坐在辦公室或家里的辦公桌前時,你的桌面上可能有幾樣東西,在我們眼里,它們似乎是靜止的。然而,麻省理工學院的研究人員說,如果你能通過一個量子透鏡來觀察這些看似靜止的物體,你會發現它們實際上是由移動的大量粒子組成的,且運動方式是似乎在振動。要讓物體的運動徹底靜止下來是非常困難的。

物理學家將10公斤重的物體冷卻到接近其運動基態

科學家們之前已經開發出了使用過冷技術使物體接近靜止的方法。冷卻作用的結果是原子處於接近靜止的狀態,或處於科學上稱為 “運動基態”的狀態。到目前為止,只有小型物體如由數百萬原子組成的雲或納米級物體,能夠被置於純量子狀態。然而,麻省理工學院的研究人員與其他組織的科學家團隊合作,首次將一個大型的、人類規模的物體冷卻到接近其運動基態。

科學家們很清楚,他們冷卻的物體並不是位於一個地方的有形物體,而是四個獨立物體的綜合運動,這些物體大約有40公斤重。這將意味著研究人員能夠冷卻的 “物體 “估計有大約10公斤的質量和大約八億個原子。對這些物體的測量使用了雷射干涉儀引力波觀測站(LIGO),並以極高的精度進行了觀測。

物理學家將10公斤重的物體冷卻到接近其運動基態

科學家們能夠將質量的集體運動過冷到77納開爾文,非常接近該物體預測的10納開爾文的運動基態,在這之前從來沒有人觀察到重力如何作用於大質量量子態。他們已經證明了如何在量子狀態下制備公斤級的物體,為重力如何影響大型量子物體的實驗研究打開了大門。

來源:cnBeta