Физики увеличили квантовый волновой пакет в левитирующей наночастице

Исследователи из ETH Zurich и Барселонского института фотонных наук разработали метод контролируемого расширения квантового волнового пакета в левитирующей наночастице. Этот подход, описанный в Physical Review Letters, использует технику квантового сжатия для увеличения длины когерентности — расстояния, на котором волновое поведение частицы остаётся хорошо определённым.

Массимилиано Росси, ведущий автор работы, объяснил: «Ключевой задачей было преодоление ограничения, при котором волновой пакет в основном состоянии составляет лишь несколько пикометров. Мы временно ослабляли оптическую ловушку, позволяя волновому пакету расшириться, а затем возвращали исходные параметры до его повторного сжатия».

Эксперимент показал увеличение делокализации наночастицы до 70 пикометров — более чем вдвое по сравнению с основным состоянием. Хотя этого пока недостаточно для экспериментов по дифракции, метод доказал свою работоспособность и потенциально масштабируем.

В будущем исследователи планируют комбинировать оптические ловушки с электрическими квадрупольными полями для дальнейшего подавления декогеренции и достижения квантовой интерференции с макроскопическими объектами.