📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

الجسيم المحاصر في مصيدة ضوئية يتصرف مثل كرة على زنبرك: ادفعها فتهتز. إذا ضغطت الزنبرك فجأة، تتجمد الكرة للحظة في أدنى نقطة لها، حيث يكون موضعها معروفًا بدقة أكبر. هذه اللحظة بالذات استغلها الفيزيائيون لتحويل الجسيم النانوي إلى مقياس تسارع فائق الحساسية.

قاموا بتبريد الجسيم حتى接近 الصفر المطلق — وهي درجة الحرارة التي يكاد فيها الاهتزاز الحراري يختفي وتظهر الخصائص الكمومية. ثم غيّروا فجأة معاملات المصيدة (وهذا ما يسمى «quench» — كما لو أن الزنبرك أصبح أكثر صلابة في لحظة). في اللحظات الأولى بعد هذه القفزة، ينضغط عدم اليقين في موضع الجسيم، ويستجيب بحساسية خاصة لأدنى تسارع.

الحساسية المقاسة تطابقت مع الحسابات المستندة إلى معادلة لانجفان الكمومية (quantum Langevin equation) واقتربت كثيرًا من الحد الذي تسمح به الفيزياء الكمومية (يحدده ما يسمى بمعلومات فيشر الكمومية). هذا يعني أن المستشعر يعمل بشكل شبه مثالي — بقدر ما تسمح به الطبيعة.

يمكن أن يفيد مقياس التسارع الكمومي هذا في الملاحة بدون GPS، وفي أجهزة قياس الزلازل، وفي كاشفات موجات الجاذبية. ذرة الغبار الصغيرة، المتجمدة في قاع بئرها الضوئي، تتفوق على أضخم الأجهزة.