Lần đầu tiên đạt được hiện tượng nén lượng tử với chuyển động hạt nano

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo đã đạt được một thành tựu đột phá bằng cách chứng minh sự nén lượng tử chuyển động của một hạt nano kích thước nhỏ được nâng đỡ. Sự nén lượng tử làm giảm độ không chắc chắn trong vị trí hoặc vận tốc của hạt xuống dưới giới hạn lượng tử tiêu chuẩn do các dao động điểm không, một khía cạnh cơ bản của cơ học lượng tử. Bằng cách nâng đỡ một hạt nano thủy tinh trong chân không và làm lạnh nó gần trạng thái cơ bản, nhóm nghiên cứu đã đo được phân bố vận tốc hẹp hơn giới hạn không chắc chắn lượng tử, đánh dấu quan sát đầu tiên như vậy đối với chuyển động của hạt kích thước nano. Thí nghiệm này thu hẹp khoảng cách giữa các hiện tượng lượng tử vi mô và các vật thể kích thước lớn hơn, mở ra một nền tảng mới để khám phá cơ học lượng tử ở quy mô trung gian. Thành tựu này đòi hỏi phải vượt qua nhiều thách thức đáng kể, bao gồm ổn định hạt được nâng đỡ và giảm thiểu nhiễu môi trường. Độ nhạy của hạt nano đối với các dao động bên ngoài, mặc dù ban đầu là một trở ngại, giờ đây cung cấp một hệ thống mạnh mẽ để nghiên cứu ranh giới giữa vật lý cổ điển và lượng tử. Ngoài khoa học cơ bản, tiến bộ này còn hứa hẹn ứng dụng thực tiễn như các cảm biến lượng tử siêu chính xác có thể hỗ trợ GPS.