Un set de patru oglinzi utilizate în cadrul Observatorului de Unde Gravitaționale cu Interferometru Laser (LIGO) pentru a detecta undele din domeniul spațiu-timp au fost răcite la o temperatură atât de scăzută încât acestea au fost aduse aproape la starea lor de energie minimă. Oglinzile sunt cele mai mari obiecte care au fost aduse atât de aproape de această stare cuantică, adică la o fracțiune peste zero absolut.
La o scară cuantică, temperatura și mișcarea sunt una și aceeași: cu cât o particulă vibrează mai mult, cu atât aceasta are o temperatură mai mare. Aceste pachete de vibrații, denumite și fononi, trebuie eliminate pentru a aduce un obiect în starea sa de bază. Până în prezent, acest lucru a fost realizat numai în cazul obiectelor cu mase mai mici gram.
În prezent, Chris Whittle și colegii acestuia din cadrul Institutului de Tehnologie Massachusetts (MIT) au răcit un sistem cu o masă efectivă de 10 kilograme de la temperatura camerei până la temperatura de 77 nanokelvin, marcând un salt uriaș în masa unui sistem care poate fi apropiat starea sa de bază. Sistemul complet este format din patru oglinzi, fiecare cântărind 40 de kilograme. Totuși, sistemul vibrează într-un mod similar cu cel al unui singur obiect cu greutatea de 10 kilograme.
Echipa a făcut acest lucru folosind unul dintre numeroasele sisteme de feedback ale LIGO, în cadrul căruia un fascicul de lumină este direcționat către o oglindă pentru a-i măsura vibrația. După aceea este aplicat un câmp electromagnetic pentru a încetini acea mișcare. „Este ca și cum ai încerca să oprești mișcarea unui copil într-un leagăn: împingi în sensul opul deplasării pentru a-l opri”, a declarat Whittle.
Deoarece vibrațiile pe care cercetătorii au vrut să le îndepărteze erau atât de mici, cercetătorii au trebuit să le măsoare extrem de precis pentru a aplica forța corectă, motiv pentru care aceștia au folosit sistemul extrem de exact al LIGO. Prin utilizarea acestei bucle, echipa a redus numărul mediu de fononi din sistem la un moment dat de la aproximativ 10 trilioane la puțin sub 11.
Scopul acestei lucrări este de a explica de ce, în general, nu putem vedea obiecte macroscopice în stări cuantice, despre care unii fizicieni au sugerat faptul că se pot datora efectelor gravitației.
„Dacă doriți să testați acest lucru, aveți nevoie de două lucruri: un obiect suficient de mare pentru a putea măsura efectul gravitației asupra acestuia și aducerea obiectului într-o stare cuantică. De asemenea, utilizarea acestor tipuri de stări cuantice poate permite instrumentelor științifice precum LIGO să obțină în viitor o precizie mai mare”, a declarat Vivishek Sudhir, membru al echipa de cercetare din cadrul MIT.
