Разделы

Наука

Измерения охлаждают объект: проверка квантового эффекта

Эксперимент, поставленный американскими учеными, подтвердил принцип неопределенности Гейзенберга и показал, что с помощью измерений можно понизить температуру объекта.
В микромире, среди бактерий и наночастиц, также действуют законы Ньютона, и их проявления гораздо более явственны, нежели принципы квантовой механики. Однако квантово-механические эффекты тоже можно увидеть, если располагать соответствующим измерительным оборудованием. Это и постарались сделать ученые из Университета Корнелла, США, во главе с Кейтом Швабом, профессором физики.

Теперь же ученые экспериментально показали, что квантовые эффекты присущи макроскопическим объектам. Более того - оказалось, что с помощью измерений можно понизить температуру объекта.

Помогло им новое измерительное устройство, которое они сами сконструировали. Оно представляет собой полоску из алюминия длиной 8.7 микрон и шириной 200 нанометров, расположенную на подложке из нитрида кремния и закрепленную на ней с обоих концов.

Получается, что при такой конструкции середина полосы будет находиться в подвешенном состоянии и может вибрировать, если на нее воздействовать извне.

Рядом с устройством Шваб поместил сверхчувствительный одноэлектронный сверхпроводящий транзистор, регистрирующий любое отклонение полоски на подложке от положения равновесия.

Платформа Digital Q.BPM от «Диасофт» — лидер рейтинга BPM-систем для крупного бизнеса по версии CNews Market
Цифровизация

Исходя из принципа неопределенности Гейзенберга, чем точнее мы измеряем скорость частицы, тем неопределеннее становится ее положение, и наоборот – зная точное положение частицы мы не сможем говорить точно о ее скорости. Однако заметно влияние этого принципа только при спускании «вниз» по размерной шкале – от нанометров и ниже.

Шваб и его коллеги с помощью полоски-резонатора и сверхпроводящего транзистора попытались «поймать» эффект как можно ближе «сверху» по размерной шкале – на границе теоретического предела, где можно увидеть действие принципа неопределенности Гейзенберга.

«Измерение положения объекта и сам объект тесно связаны между собой, и мы установили, что при измерении положения полоски, она изменила положение в пространстве, - говорит Шваб. – Это произошло потому, что мы проводили измерения очень близко к границе, где действует принцип неопределенности. Законы квантовой механики гласят, что нельзя не изменить состояние объекта, за которым наблюдаешь. Именно это мы смогли показать опытным путем».