Частица, пойманная в световую ловушку, ведёт себя как шарик на пружинке: толкни — и она закачается. Если резко сжать пружинку, шарик на мгновение замрёт в самой нижней точке, где его положение известно точнее всего. Именно этот миг использовали физики, чтобы превратить наночастицу в сверхчувствительный акселерометр.
Они охладили частицу почти до абсолютного нуля — температуры, при которой тепловое дрожание почти исчезает и проявляются квантовые свойства. Затем резко изменили параметры ловушки (это называется «квенч» — как если бы пружинку мгновенно сделали жёстче). В первые мгновения после такого скачка неопределённость положения частицы сжимается, и она особенно чутко отзывается на малейшее ускорение.
Измеренная чувствительность совпала с расчётами по квантовому уравнению Ланжевена и вплотную подошла к пределу, который допускает квантовая физика (его задаёт так называемая квантовая информация Фишера). Это значит, что датчик работает почти идеально — насколько вообще позволяет природа.
Такой квантовый акселерометр может пригодиться в навигации без GPS, в сейсмометрах и в детекторах гравитационных волн. Маленькая пылинка, замершая на дне своей световой ямы, оказывается точнее самых громоздких приборов.
При абсолютном нуле (минус 273,15°C) атомы почти перестают двигаться, но из-за квантовых законов полностью остановиться не могут — всегда остаётся крошечное «дрожание».