MIT最新研究:激光使得物体达到真正的静止!

OFweek激光网 杰西卡 中字

近日,美国麻省理工学院联合其他科学家首次将一个大型的(如人体大小的)物体冷却到接近其运动基态。其实,这个物体并不是位于某个地点的有形物体,而是四个独立物体的综合运动。

事实上,在过去的几十年里,物理学家已经找到了对物体进行过冷处理的方法,使它们的原子几乎处于静止状态或 "运动基态"。但以往只能对小型物体进行冷却,而现在冷却大型物体也不在话下了!

据悉,麻省理工的研究人员利用激光测距仪引力波观测台(LIGO)来进行上述实验,以观察到重力对一个巨大量子物体的影响。LIGO由位于美国不同地点的双干涉仪组成,每个干涉仪的两条长隧道以L形连接,并向不同方向延伸4千米。另外,每个隧道的两端都有一个40公斤的镜子,它像钟摆一样摆动,能够应对任何干扰(如进入的引力波)。位于隧道节点的激光被分割并送入每个隧道,然后反射回源头,激光往返的时间精确地向科学家展示了每面镜子的移动距离,精确度达到质子宽度的1/10000!

该项目的负责人是麻省理工学院机械工程的助理教授Vivishek Sudhir,他表示:“物体的温度揭示了它与周围事物相互作用的事实,但是要把较大的物体从其周围发生的所有运动中分离出来是比较困难的。”因此,为了将一个大型物体的原子冷却到接近基态,人们必须极其精确地测量它们的运动,以了解停止这种运动所需的推力程度。世界上很少有仪器能达到这样的精度,而拥有激光技术加持的LIGO却可以做到。

Sudhir认为此研究极具开创性意义,称:"从来没有人观察到引力是如何作用于大质量量子态的。但我们的研究已经证明了如何在量子状态下制备公斤级的物体。这将开启关于重力对大型量子物体影响的研究大门。"

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