Fizycy zaprojektowali kwantowy GG, „optyczny kompresor GG”; które mogą zredukować szum kwantowy w padającej wiązce lasera o 15%. Jest to pierwszy tego rodzaju system, który działa w temperaturze pokojowej, dzięki czemu nadaje się do kompaktowych, przenośnych konfiguracji i może być dodawany do wysoce precyzyjnych eksperymentów w celu ulepszenia pomiarów laserowych.
Rdzeniem tego „kompresora” jest wnęka optyczna z dwoma nanomechanicznymi zwierciadłami umieszczonymi w komorze próżniowej. Jedno z luster jest mniejsze od średnicy ludzkiego włosa, zawieszone na sprężynowym wsporniku i może się poruszać. Większe lustro stoi nieruchomo.
Kształt i wygląd mniejszego" nanomechanical" lustra odgrywają kluczową rolę w zdolności systemu do pracy w temperaturze pokojowej. Kiedy promień lasera wchodzi do komory, odbija się między dwoma zwierciadłami. Siła wywierana przez światło powoduje, że lustro nanomechaniczne kołysze się w przód iw tył, umożliwiając naukowcom zaprojektowanie parametrów nadających światłu specjalne właściwości kwantowe.
Laser może pozostawić system w stanie skompresowanym, co można wykorzystać do dokładniejszych pomiarów, takich jak obliczenia kwantowe i wykrywanie fal grawitacyjnych. Profesor marmuru MIT i zastępca dyrektora fizyki, Nergis Mavalvala, powiedział: GG: Znaczenie wyniku jest takie, że można zaprojektować te układy mechaniczne tak, aby mechanika kwantowa działała w temperaturze pokojowej. Występ."
Laser zawiera dużą liczbę fotonów, które wypływają w postaci zsynchronizowanych fal, tworząc jasną zogniskowaną wiązkę. Jednak w tej uporządkowanej konfiguracji istnieje pewna przypadkowość między pojedynczymi fotonami lasera, które pojawiają się w postaci fluktuacji kwantowych, zwanych również GG; szum śrutowy GG; w fizyce.
Jak dotąd kompresja optomechaniczna była realizowana w urządzeniach wielkoskalowych, które muszą być umieszczone w lodówkach kriogenicznych. Dzieje się tak, ponieważ nawet w temperaturze pokojowej otaczająca energia cieplna jest wystarczająca, aby wpłynąć na ruchome części systemu, powodując GG, jitter GG, który niweluje wszelkie efekty szumu kwantowego. Aby oprzeć się szumowi termicznemu, naukowcy musieli schłodzić system do około 10 K (-263,5 ℃). GG; Kiedy potrzebujesz chłodzenia kriogenicznego, możesz mieć przenośną kompaktową wytłaczarkę' Powiedział Mahuawala. GG: To może być przełom, ponieważ można' t umieścić sprężarkę w dużej lodówce i używać jej do eksperymentów lub jakiegoś sprzętu używanego w terenie."
Zespół kierowany przez Aggarwal chciał zaprojektować system opto-mechaniczny, w którym ruchome zwierciadło systemu jest wykonane z materiału, który zasadniczo pochłania bardzo mało energii cieplnej, dzięki czemu nie muszą chłodzić systemu z zewnątrz. W końcu zaprojektowali bardzo małe lustro o szerokości 70 mikronów z naprzemiennymi warstwami arsenku galu i arsenku galu glinu. Oba materiały są kryształami o bardzo uporządkowanej strukturze atomowej, która może zapobiec ucieczce przychodzącego ciepła. Ta cecha pozwala zespołowi zidentyfikować i tym samym zredukować szum kwantowy lasera&# 39 o 15%, co skutkuje bardziej precyzyjnym GG, skompresowanym" lekki. GG: bardzo zabrudzone materiały mogą łatwo tracić energię, ponieważ elektrony zderzają się i zderzają, generując ruch termiczny w wielu miejscach," Powiedział Aggarwal. GG: Im bardziej uporządkowany i czysty jest materiał, tym mniej miejsc traci lub rozprasza energię."
Mavalvala powiedział, GG: To pokazuje, że wiemy, jak wykonać sprężarkę w temperaturze pokojowej, która jest niezależna od długości fali. W miarę ulepszania naszych eksperymentów i materiałów będziemy tworzyć lepsze kompresory."