研究發(fā)現(xiàn)：室溫下實(shí)現(xiàn)量子運(yùn)動(dòng)凍結(jié) 突破傳統(tǒng)冷卻限制

據(jù)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》報(bào)道，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院與維也納技術(shù)大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在室溫條件下成功實(shí)現(xiàn)納米玻璃球量子運(yùn)動(dòng)凍結(jié)，突破傳統(tǒng)量子實(shí)驗(yàn)需超低溫環(huán)境的限制。這項(xiàng)發(fā)表于《自然?物理》的研究，通過激光操控使直徑 100 納米的橢圓玻璃球旋轉(zhuǎn)振動(dòng)達(dá)到量子基態(tài)，為量子傳感器和基礎(chǔ)物理研究開辟新路徑。

研究團(tuán)隊(duì)采用橢圓納米粒子與激光光鑷系統(tǒng)，通過精確調(diào)整激光能量收支，使粒子旋轉(zhuǎn)動(dòng)能持續(xù)降低至量子基態(tài)。關(guān)鍵突破在于：選擇性冷卻：僅凍結(jié)旋轉(zhuǎn)自由度，粒子內(nèi)部溫度仍保持室溫（約 27°C），解決傳統(tǒng)量子實(shí)驗(yàn)需液氦冷卻至絕對(duì)零度（-273°C）的技術(shù)瓶頸；量子純度記錄：基態(tài)占據(jù)率達(dá) 99.2%，創(chuàng)宏觀物體量子態(tài)制備新紀(jì)錄；理論創(chuàng)新：提出 "自由度解耦" 模型，解釋為何高溫粒子可同時(shí)維持量子特性。

"這就像讓陀螺在沸騰的水中保持絕對(duì)靜止的軸心振動(dòng)，" 維也納技術(shù)大學(xué)卡洛斯?岡薩雷斯 - 巴列斯特羅（Carlos Gonzalez-Ballestero）教授解釋。該技術(shù)已應(yīng)用于微型量子陀螺儀研發(fā)，精度較傳統(tǒng)器件提升 3 個(gè)數(shù)量級(jí)，未來有望用于導(dǎo)航系統(tǒng)和引力波探測(cè)。研究同時(shí)為檢驗(yàn)量子力學(xué)宏觀極限提供新方法，驗(yàn)證了薛定諤方程對(duì)百納米尺度物體的適用性。