Итальянские ученые под руководством Франческо Марина из Университета Флоренции разработали экспериментальный прибор, позволяющий одновременно наблюдать и исследовать явления как классической, так и квантовой физики. Работа опубликована в журнале Optica.
Метод, использованный учеными, основан на оптической ловушке — явлении, при котором лазерный луч может удерживать микроскопические частицы в пространстве. Этот эффект впервые был открыт в 1980-х годах и стал ключевым инструментом в исследованиях, за что американский физик Артур Ашка получил Нобелевскую премию по физике в 2018 году.
В новой работе исследователи применили технологию лазерной ловушки для удержания пары стеклянных наношариков, используя лучи разного цвета. Эти частицы начинают колебаться вокруг точки равновесия с характерными частотами, что позволяет фиксировать проявления как классических, так и квантовых эффектов.
Важным открытием стало взаимодействие наночастиц в ловушке. Поскольку сферы электрически заряжены, их движения оказываются взаимозависимыми: траектория одной частицы влияет на траекторию другой. Это открывает новые возможности для изучения коллективных эффектов в наносистемах и позволяет экспериментально исследовать границу между классическими и квантовыми явлениями.
“Эти наносферы — одни из немногих систем, где можно изучать квантовое поведение макроскопических объектов в строго контролируемых условиях”, — отметил профессор Марин.
По мнению ученых, разработка прибора закладывает основу для новых исследований в области квантовых технологий, а также может помочь в создании высокоточных сенсоров и новых методов квантовой манипуляции веществом.
Ранее ученые создали молекулярную ловушку для удаления загрязняющих веществ из воды.