Tokio Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriŞüşədən hazırlanmış tək nanohissəcik (şəklin mərkəzinə yaxın ağ nöqtə) fokuslanmış lazer şüası ilə yaradılan optik potensialda məhdudlaşır. Tədqiqatçılar nanohissəcik tərəfindən səpilən işığı aşkar edərək, onun kütlə mərkəzi hərəkətini ölçdülər. Kredit: Elm (2025). DOI: 10.1126/science.ady4652

Tokio Universitetinin tədqiqatçıları Mitsuyoshi Kamba, Naoki Hara və Kiyotaka Aikawa, qeyri-müəyyənliyi kvant mexaniki dalğalanmalarından daha kiçik olan nanoölçülü hissəciyin hərəkətinin kvant sıxılmasını uğurla nümayiş etdirdilər.

Sensorların ölçmə dəqiqliyinin artırılması bir çox müasir texnologiyalarda həyati əhəmiyyət kəsb etdiyindən, nailiyyət təkcə fundamental fizikada əsas tədqiqatlar üçün deyil, həm də GPS siqnalı olmadan dəqiq avtonom idarəetmə və naviqasiya kimi tətbiqlər üçün yol açır. Nəticələr Science jurnalında dərc olunub .

Toz hissəciklərindən planetlərə qədər makromiqyasda fiziki dünya 17-ci əsrdə Nyutonun kəşf etdiyi klassik mexanika qanunları ilə idarə olunur . Mikromiqyasda, atomlarda və aşağıda fiziki dünya kvant mexanikasının qanunları ilə idarə olunur və bu, ümumiyyətlə makromiqyasda müşahidə olunmayan hadisələrə səbəb olur.

Bu hadisələrdən biri kvant aləmində “qeyri-müəyyənlik”dir: Ölçmə dəqiqliyi təbiətən kvant mexaniki dalğalanmaları ilə məhdudlaşır. Məsələn, sıfır nöqtəli dalğalanma, hətta mümkün olan ən aşağı enerji vəziyyətində olduqda belə, tutulmuş hissəciyin mövqeyinin və sürətinin kvant mexaniki dalğalanmasıdır.

Kvant sıxma qeyri-müəyyənliyi sıfır nöqtəli dalğalanmadan az olan kvant mexaniki vəziyyətinin yaranmasıdır . Kvant mexaniki həddi olan obyektin dəqiq ölçülməsi təkcə təbii dünyanı dəqiq başa düşmək üçün deyil, həm də kvant hadisələrinin təsirinə məruz qala biləcək yeni nəsil texnologiyaların dizaynı üçün çox vacibdir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758272019&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-quantum-nanoscale-particle.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758272019413&bpp=1&bdt=114&idt=31&shv=r20250918&mjsv=m202509150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758271882%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758271882%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758271882%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7922915770722&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1919&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094369%2C95367555%2C95370627%2C95370776%2C95371811%2C95371815%2C31094740%2C95371231&oid=2&pvsid=3726381074349930&tmod=726435822&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=477

“Kvant mexanikası fotonlar və atomlar kimi mikroskopik hissəciklərlə uğurlu olsa da , kvant mexanikasının makroskopik miqyasda nə dərəcədə düzgün olduğu araşdırılmayıb” dedi baş tədqiqatçı Aikawa. “Bunun bir səbəbi, böyük, yəni nanoölçülü obyektlər üçün kvant mexanikasını araşdırmaq üçün müvafiq eksperimental şəraitin hazırlanmasının çətin olmasıdır.”(Yuxarı panel) Yüklənmiş nanohissəciklərin kvant sıxılmasını həyata keçirmək və müşahidə etmək üçün eksperimental vaxt ardıcıllığı. Kütlə mərkəzi hərəkətləri soyuduqdan sonra tədqiqatçılar nanohissəciyin mövqeyinin qeyri-müəyyənliklərini və sürətini deformasiya etmək üçün lazer intensivliyini dəyişirlər. Onlar sürətin qeyri-müəyyənliklərini onun qısa müddətə uçmasına icazə verərək ölçürlər. (Aşağı panel) Nanohissəciyin mövqeyinin qeyri-müəyyənliklərinin və sürətinin zaman təkamülü. Lazer intensivliyinin modulyasiyası mövqe və sürətdən ibarət faza məkanındakı qeyri-müəyyənlikləri deformasiya edir. Kredit: Elm (2025). DOI: 10.1126/science.ady4652

Tədqiqatçılar nanomiqyasda kvant hadisələrini araşdırmaq üçün platforma kimi istifadə oluna biləcək hissəcik tapmaq üçün yola çıxdılar. Onlar vakuumda qaldırılan şüşədən hazırlanmış nanoölçülü hissəcikdən istifadə etdilər və qeyri-müəyyənliyini azaltmaq üçün onu mümkün olan ən aşağı enerji səviyyəsinə qədər soyudublar. Onun tutma potensialının optimal şəkildə modulyasiya edildiyinə əmin olduqdan sonra tədqiqatçılar hissəciyi buraxdılar və buraxılışdan dərhal əvvəl sürəti ölçərək qısa müddətə uçmasına icazə verdilər. Bu proseduru təkrar edərək, bu potensialda hissəciyin sürət paylanmasını əldə etdilər.

Aykava izah edir ki, “buraxılışdan əvvəlki vaxt optimal olduqda, sürət paylanması kvant sıxışdırmasının imzası olan ən aşağı enerji səviyyəsinin sürət qeyri-müəyyənliyindən daha dardır.”

Tədqiqatçılar illərlə davam edən prosesdən sonra nəhayət kvant sıxılmasını nümayiş etdirə bildilər, çünki onların qarşılaşdıqları bir çox texniki problem hissəcikdə dalğalanmalar əlavə etdi. Levitasiyanın özü də əsas problemlər yaradırdı. Lakin bu çağırışlar onlara mane olmadı və indi də dayanmağı planlaşdırmırlar.

“Etibarlı şəkildə təkrarlana bilən bir vəziyyət tapdığımızda” deyir Aikawa. “Bizi havaya qaldıran nanoölçülü hissəciyin ətraf mühitin dalğalanmalarına nə qədər həssas olduğuna təəccübləndik. Vakuum mühitində təcrid olunmuş bu havaya qalxan kiçik hissəcik kvant mexanikası ilə klassik mexanika arasında keçidi araşdırmaq və gələcəkdə yeni növ kvant cihazlarını inkişaf etdirmək üçün ideal bir sistem olacaq”.

Daha çox məlumat: Mitsuyoshi Kamba et al, Quantum queezing of a levitated nanomechanical oscillator, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ady4652 . www.science.org/doi/10.1126/science.ady4652

Jurnal məlumatı: Elm 

Tokio Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir 

Daha çox araşdırın