أرجوحة مجهرية تم تبريدها إلى ما يقرب من الصفر المطلق ⚡ экспресс
تعد الرنانات الميكانيكية عالية التماسك ضرورية للكشف الفائق الحساسية عن القوى الصغيرة. ويعد تبريد هذه الرنانات إلى درجات حرارة في نطاق المللي كلفن في حالة توازن حراري طريقة واعدة لزيادة زمن التماسك. في هذا العمل، تم تحقيق تبريد سلبي لكانتيليفر ثقيل نسبيًا (1.5 نانوغرام) بتردد 700 هرتز إلى 6.1(4) مللي كلفن بواسطة إزالة المغنطة النووية؛ وكُشفت الحركة الحرارية عبر مخطط تضخيم متزامن. عند أدنى درجات الحرارة، بقيت التذبذبات الحرارية واضحة بشكل مميز فوق مستوى الضوضاء الخلفية، وأكد التحليل التوزيع الحراري للحركة. تفتح هذه النتائج إمكانية التبريد السلبي للرنانات منخفضة التردد إلى نطاق ما دون المللي كلفن، مما سيتيح إجراء اختبارات جديدة على ميكانيكا الكم وتحسين كواشف القوى البالغة الصغر.
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.
🎯 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.