Ερευνητές με επικεφαλής τον Φραντσέσκο Μαρίν από το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας πέτυχαν να εμπλέξουν κβαντικά την κίνηση ενός μικροσκοπικού αιωρούμενου υάλινου σφαιριδίου με το φως. Το σημαντικότερο επίτευγμα της μελέτης, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science, είναι ότι η κβαντική εμπλοκή διατηρήθηκε χωρίς να απαιτείται η ψύξη του πειράματος σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, ανοίγοντας νέους δρόμους για τις κβαντικές τεχνολογίες.
Παγίδευση και σταθεροποίηση με ακτίνες λέιζερ
Η κβαντική εμπλοκή συνδέει τις ιδιότητες δύο σωματιδίων, αλλά είναι εξαιρετικά ευάλωτη στις περιβαλλοντικές διαταραχές. Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα σφαιρίδιο διαμέτρου μόλις 100 νανομέτρων, το οποίο αιωρούνταν μέσα σε θάλαμο σχεδόν κενού με τη βοήθεια μιας εστιασμένης δέσμης λέιζερ, γνωστής ως «οπτική τσιμπίδα».
Για να αποτρέψουν την ανεπιθύμητη ταλάντωση και την έξοδο του σφαιριδίου από την παγίδα, οι ερευνητές συνδύασαν δύο λέιζερ διαφορετικού χρώματος. Το πρώτο σταθεροποιούσε την κίνηση του αντικειμένου, ενώ το δεύτερο πέτυχε την εμπλοκή της κίνησης αυτής με το φως.
Μετρήσεις ακριβείας και μελλοντικές εφαρμογές
Καθώς το σφαιρίδιο ταλαντωνόταν, οι πληροφορίες της κίνησής του αποτυπώνονταν στο φως που εξερχόταν από τους καθρέφτες της διάταξης. Οι αναλύσεις επιβεβαίωσαν ότι οι συσχετίσεις ξεπέρασαν το μαθηματικό όριο της κβαντικής εμπλοκής, η οποία διατηρήθηκε ακόμη και στο φως που απομακρυνόταν από το σύστημα.
Η εξέλιξη αυτή επιτρέπει τη μελλοντική σύνδεση πολλαπλών αιωρούμενων σφαιριδίων μέσω κοινού φωτεινού πεδίου. Παράλληλα, θέτει τις βάσεις για τη δημιουργία κβαντικών δικτύων, όπου η πληροφορία θα μεταφέρεται απρόσκοπτα ανάμεσα σε κινούμενα αντικείμενα και δέσμες φωτός.