物理学家将10公斤重的物体冷却到接近其运动基态

2021年06月18日 21:09 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

当你坐在办公室或家里的办公桌前时,你的桌面上可能有几样东西,在我们眼里,它们似乎是静止的。然而,麻省理工学院的研究人员说,如果你能通过一个量子透镜来观察这些看似静止的物体,你会发现它们实际上是由移动的大量粒子组成的,且运动方式是似乎在振动。要让物体的运动彻底静止下来是非常困难的。

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科学家们之前已经开发出了使用过冷技术使物体接近静止的方法。冷却作用的结果是原子处于接近静止的状态,或处于科学上称为 "运动基态"的状态。到目前为止,只有小型物体如由数百万原子组成的云或纳米级物体,能够被置于纯量子状态。然而,麻省理工学院的研究人员与其他组织的科学家团队合作,首次将一个大型的、人类规模的物体冷却到接近其运动基态。

科学家们很清楚,他们冷却的物体并不是位于一个地方的有形物体,而是四个独立物体的综合运动,这些物体大约有40公斤重。这将意味着研究人员能够冷却的 "物体 "估计有大约10公斤的质量和大约八亿个原子。对这些物体的测量使用了激光干涉仪引力波观测站(LIGO),并以极高的精度进行了观测。

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科学家们能够将质量的集体运动过冷到77纳开尔文,非常接近该物体预测的10纳开尔文的运动基态,在这之前从来没有人观察到重力如何作用于大质量量子态。他们已经证明了如何在量子状态下制备公斤级的物体,为重力如何影响大型量子物体的实验研究打开了大门。

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