物理學家首次使人體尺度的物體幾乎達到量子靜止狀態

當量子系統處於盡可能低的能量時，我們就說它處於基態。 現在人類規模的物體幾乎已經達到了這種狀態，這是迄今為止最大的物體。 物理學家已經冷卻了由鏡子形成的 10 公斤（22 磅）光機械振盪器在某種程度上，它接近運動量子基態。

據報道科學，該振盪器的質量比之前接近其運動基態的最重物體的記錄保持者大 10 兆倍。 這項突破無疑將極大提高 LIGO 的靈敏度並更詳細地探測重力波。 但它可能還有另一個重要的應用： 它可以為研究大規模量子現象提供方法。 這可以提供前所未有的重力測試方法。

麻省理工學院機械工程助理教授維維舍克·蘇迪爾（Vivishek Sudhir）在一份報告中表示：“沒有人觀察過引力如何作用於大質量量子態。”陳述。 “我們已經演示瞭如何在量子態下製備公斤級物體。這最終為重力如何影響大型量子物體的實驗研究打開了大門，這是迄今為止只能夢想的事情。”

振盪器不是一個單一有形的物體，而是結合了 LIGO 使用的四個 40 公斤（88 磅）鏡子的運動。 當它們作為一個單一系統一起考慮時，物理學家可以將整個排列減少到大約十億個原子（10²⁶原子）重約 10 公斤（22 磅）。

「LIGO 旨在測量四個 40 公斤重的鏡子的聯合運動，」Sudhir 補充道。 “事實證明，你可以用數學方法繪製這些質量的聯合運動，並將它們視為單個 10 公斤物體的運動。”

此原子集合處於基態的預測溫度僅為 11 納開爾文。 這僅比絕對零度高十億分之一度。 振盪器溫度降至 77 納開爾文。 該物體非常靜止，其移動量不超過質子大小的千分之一。

蘇迪爾解釋說：“這與原子物理學家冷卻原子達到基態的溫度相當，而這需要一小團可能有一百萬個原子、重量為皮克的原子雲。” “所以，你可以將如此重的東西冷卻到相同的溫度，這是了不起的。”

鏡子技術已經被用來更好地理解量子力學在宏觀世界中的作用。 去年，球隊由於雷射照射在鏡子上產生不可能的微小踢擊，所以鏡子的形狀改變了。