Дрожащий диск заморозили до квантовой неподвижности экспресс

Оригинал: "Optomechanical disk resonator in the quantum ground state of motion"
arXiv:2511.15492 · 2025-11-19 · CC BY 4.0 · 1 мин
Полупроводниковый диск размером с песчинку впервые охладили до квантового покоя: его дрожание стало меньше одного кванта звука.

Охлаждённый почти до абсолютного нуля с помощью жидкого гелия, полупроводниковый диск достиг такого низкого уровня энтропии, что его тепловое дрожание стало меньше одного фонона — кванта звука. Обычная гитарная струна после щипка рождает миллиарды фононов; здесь же — менее одного, словно струна, застывшая в квантовой неопределённости: и движется, и нет.

Чтобы измерить это микроскопическое движение, исследователи поднесли к диску тонкую оптическую нить. Свет, касаясь диска, рассеивался и выдавал фононы. Этот метод — спектроскопия боковых полос Бриллюэна — показал, что на диск приходится в среднем 0,66 фонона. Сам измерительный свет, однако, слегка нагревал диск, мешая полному охлаждению — словно смычок, который вместо того чтобы успокоить струну, добавляет ей дрожь.

Такой контроль над крупным объектом стирает границу между нашим миром и квантовым. Квантово-охлаждённые системы станут сердцем датчиков, слышащих гравитационные волны или отдельные молекулы.

Охлаждение диска использует смесь жидких гелия-3 и гелия-4: при разделении смеси отбирается тепло — примерно как испаряющийся пот охлаждает кожу, но гораздо эффективнее.

Учёные
Klaus von KlitzingLev LandauHendrik LorentzShuji NakamuraVera RubinRobert Hooke
Понятия
квантовая оптомеханика точность оптического микрорезонатора оптически детектируемый магнитный резонанс фонон конденсат Бозе — Эйнштейна оптический резонатор криогенное микроволновое измерение микроволновый резонатор основное состояние оптический резонатор криостат