Sammen med lys - to partikler er bedre end én

Så ofte i livet hører vi, at størrelse betyder noget, i kvantefysikkens verden gør det virkelig.

Ny forskning, ledet af University of St Andrews og College of Optical Sciences, University of Arizona, har ført til evnen til at fange to små spinnende partikler, som giver fascinerende indsigt i verden omkring os og kan hjælpe med at skabe fremtidige præcise sensorer til måling.

Kvantefysik beskriver atomernes verden, molekyler og lysets grundlæggende byggesten, nemlig fotoner. Et spændende spørgsmål er, hvordan vi observerer kvanteeffekter i større objekter. Dette ville hjælpe med at bygge bro mellem vores forståelse mellem verden omkring os og det forvirrende, men stadig vigtigere, kvantefysikkens domæne.

Hver partikel er på størrelse med en celle, omend lille, men meget større end et enkelt atom eller molekyle. Laserlys fungerer som en traktorstråle, fanger hver partikel i vakuum, væk fra enhver overflade. Dette er vigtigt, da partiklen ikke rører noget, så den ikke let kan udveksle energi (og mister sin 'kvante'-natur), da der ikke er kontakt med omgivelserne. Dette gør disse partikler ideelle til fremtidige studier af kvantefysik med 'store' objekter.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Optica (25. juli 2018), fandt ud af, at hver partikel spredte lys, som påvirkede den andens bevægelse. Dette skabte en koblet oscillator, med koblingen skabt af en fjeder, der udelukkende er lavet af lys, bane vejen for nye studier mellem den klassiske og kvanteverdenen.

Dr. Yoshihiko Arita, School of Physics and Astronomy ved University of St Andrews, sagde:"Vi kan studere nye effekter såsom energiudveksling i dette system eller endda teste, om vakuumet har friktion. Det er et rigtigt testleje for ny videnskab."

Professor Kishan Dholakia fra School of Physics and Astronomy tilføjede også:"Dette er en vigtig, samarbejdsprojekt i et spirende felt, som kan føre til nogle opsigtsvækkende gennembrud."

Artiklen 'Optisk binding af to afkølede mikrogyroskoper leviteret i vakuum' er udgivet i tidsskriftet Optica og er tilgængelig online.