Saintis Menggunakan Laser Untuk Menyejukkan Kawasan Kecil Filem Kepada Sifar Mutlak Untuk Penderia Sangat Sensitif

Baru-baru ini, penyelidik di Universiti Basel mengumumkan kejayaan pembangunan kaedah baharu yang boleh menyejukkan kawasan kecil filem kepada suhu yang sangat hampir kepada sifar mutlak (tolak 273.15 darjah Celsius) hanya menggunakan laser. Filem yang sangat sejuk ini, menurut laporan itu, boleh digunakan pada masa hadapan untuk penderia yang sangat sensitif.
Ahli astronomi Jerman Johannes Kepler mengemukakan idea layar suria 400 tahun lalu, iaitu kapal angkasa yang menggunakan tekanan cahaya cahaya matahari untuk navigasi kosmik dan boleh digunakan untuk membolehkan kapal mengemudi melalui angkasa. Dia percaya bahawa apabila cahaya dipantulkan oleh objek, daya dikenakan. Beliau juga menggunakan teori ini untuk menjelaskan mengapa ekor komet menghala jauh dari matahari.
Pasukan ini diketuai oleh Dr. Philipp Treutlein dan Dr. Patrick Potts. Penemuan mereka baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal saintifik Physical Review X.
Tiada maklum balas pengukuran
Hari ini, atom dan zarah lain diperlahankan dan disejukkan menggunakan kuasa cahaya. Alat yang canggih biasanya diperlukan untuk tujuan ini. Apa yang istimewa tentang pendekatan pasukan yang disebutkan di atas ialah mereka mencapai kesan penyejukan ini tanpa membuat sebarang ukuran.
Mengikut undang-undang mekanik kuantum, gelung maklum balas selalunya memerlukan proses pengukuran yang boleh membawa kepada perubahan dalam keadaan kuantum dan dengan itu menyebabkan gangguan. Untuk mengelakkan ini, para penyelidik di Universiti Basel mencipta sistem yang dipanggil "gelung maklum balas koheren" di mana laser bertindak sebagai sensor dan peredam.
Mereka mencapai ini dengan menekan dan menyejukkan getaran haba filem silikon nitrat bersaiz kira-kira setengah milimeter. Dalam eksperimen mereka, para penyelidik menyasarkan pancaran laser pada filem itu dan menyalurkan cahaya yang dipantulkan dari filem itu ke dalam kabel gentian optik. Semasa operasi ini, getaran membran menghasilkan perubahan kecil dalam fasa ayunan cahaya yang dipantulkan.
Maklumat tentang keadaan pergerakan segera membran yang terkandung dalam fasa ayunan kemudiannya digunakan, dengan kelewatan masa, untuk menggunakan jumlah daya yang tepat pada membran pada saat yang tepat menggunakan laser yang sama. Para penyelidik menggunakan kabel gentian optik sepanjang 30-meter untuk mencapai kelewatan optimum kira-kira 100 nanosaat.
Mendekati sifar mutlak
Penyelidik pasca doktoral dan rakan-rakannya di Universiti Basel di Switzerland menyejukkan membran kepada 480 mikroKelvin, atau kurang daripada seperseribu darjah melebihi sifar mutlak.
Pada peringkat seterusnya mereka akan memperhalusi eksperimen untuk membawa membran kepada keadaan asas mekanikal kuantum berayun - suhu terendah yang boleh dicapai. Penciptaan apa yang dipanggil keadaan memerah membran harus dapat dibayangkan.
Keadaan sedemikian amat diminati untuk struktur penderia kerana keupayaannya untuk meningkatkan ketepatan pengukuran. Pada masa hadapan, mikroskopi daya atom untuk mengimbas permukaan pada resolusi nanometer akan menjadi aplikasi yang berpotensi untuk penderia tersebut.