Крошечные качели остудили почти до абсолютного нуля экспресс
Крошечные качели весом в полтора нанограмма колеблются не от ветра, а от тепла окружающей среды. Физики почти остановили их, охладив до 0,006 градуса выше абсолютного нуля. Сначала качели намагнитили, а затем плавно сняли поле — этот приём, ядерное размагничивание, вытянул из них энергию, как губка впитывает воду. В отличие от обычного охлаждения жидким гелием, здесь не требовалось активного вмешательства.
Лазерная спектроскопия фиксировала смещения в тысячные доли атома. Анализ показал, что движение подчиняется тепловому распределению: энтропия (мера беспорядка) снизилась, но не обнулилась.
Этот эксперимент — ступень к ещё более холодным качелям. В перспективе они станут датчиками гравитационных волн или зондами тёмной материи. И помогут проверить квантовую механику на объектах, которые почти видны невооружённым глазом.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском 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.
Эти качели холоднее, чем космический фон после Большого взрыва (его температура 2,7 К). Фактически, это одно из самых холодных искусственных макроскопических тел.
Охлаждение почти видимого объекта до границ квантового мира — это как попытка запереть «кота Шрёдингера» в металле и кремнии, где колебания замедляются до дрожи одиночной частицы.