أرجوحة مجهرية تم تبريدها إلى ما يقرب من الصفر المطلق سريع
الأرجوحة الصغيرة بوزن واحد ونصف نانوغرام تتأرجح ليس بفعل الرياح، بل بفعل حرارة البيئة المحيطة. كاد الفيزيائيون أن يوقفوا تأرجحها، إذ برّدوها إلى 0.006 درجة فوق الصفر المطلق. في البداية، تمت مغنطة الأرجوحة، ثم أزيل المجال المغناطيسي تدريجياً — وهذه التقنية، إزالة المغناطيسية النووية، امتصّت منها الطاقة كما تمتص الإسفنجة الماء. وعلى عكس التبريد التقليدي باستخدام الهيليوم السائل، لم تكن هناك حاجة إلى تدخل فعّال.
راقبت تقنية المطيافية الليزرية الانزياحات بمقادير أجزاء من الألف من حجم الذرة. وأظهر التحليل أن الحركة تخضع للتوزيع الحراري: الإنتروبيا (مقياس الفوضى) انخفضت، لكنها لم تنعدم.
هذه التجربة هي خطوة نحو أرجوحات أشد برودة. وفي المستقبل، قد تصبح مستشعرات لـ الموجات الثقالية أو مجسات للمادة المظلمة. كما ستساعد في اختبار ميكانيكا الكم على أجسام تكاد تُرى بالعين المجردة.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2510.24199
Highly coherent mechanical resonators are invaluable to ultrasensitive detection techniques by enabling detection of small forces. Studying mechanical resonators in a thermal equilibrium state at millikelvin temperatures provides a promising path to increase their coherence time. Here, we passively cool a 700 Hz massive (1.5 ng) mechanical cantilever down to 6.1(4) mK by means of nuclear demagnetization, as confirmed by detecting its thermal motion via a lock-in based detection scheme. At the lowest temperatures the thermal motion of the resonator is still clearly distinguishable from the background noise. Our data analysis confirms that at these temperatures the motion is still thermally distributed. These results pave the way for passive cooling low-frequency resonators to the sub-millikelvin regime, which would enable new tests of quantum mechanics and advances in ultrasensitive force detection.
هذه الأرجوحة أبرد من الخلفية الكونية بعد الانفجار العظيم (التي تبلغ حرارتها 2.7 كلفن). وهي في الواقع واحدة من أبرد الأجسام العيانية الاصطناعية.
تبريد جسم يكاد يُرى بالعين المجردة إلى حدود العالم الكمومي أشبه بمحاولة حبس «قطة شرودنغر» في المعدن والسيليكون، حيث تتباطأ التذبذبات لتصبح ارتعاشة جسيم وحيد.