양자 세계를 위한 급속 냉각기

[아름이]

양자 세계를 위한 급속 냉각기
거시적 물체의 양자 속성에 더 쉽게 접근할 수 있도록 만들기
날짜:
2023년 1월 18일
원천:
인스브루크 대학교
요약:
육안으로 볼 수 있는 물체의 양자 특성은 현재 많이 논의되는 연구 문제입니다. 한 팀이 이제 실험실에서 거시적 물체의 양자 특성을 이전보다 더 쉽게 접근할 수 있는 새로운 방법을 시연했습니다. 이 방법으로 연구원들은 확립된 냉각 방법의 효율성을 몇 배나 높일 수 있었습니다.

육안으로 볼 수 있는 물체의 양자 특성은 현재 많이 논의되는 연구 문제입니다. 인스브루크의 물리학자 Gerhard Kirchmair가 이끄는 팀은 이제 이전보다 더 접근하기 쉬운 거시적 물체의 양자 특성을 만들 수 있는 새로운 방법을 실험실에서 시연했습니다. 이 방법으로 연구원들은 확립된 냉각 방법의 효율성을 몇 배나 높일 수 있었습니다.

광기계적 실험을 통해 과학자들은 양자 세계의 한계를 탐구하고 고감도 양자 센서 개발을 위한 기반을 마련하려고 노력하고 있습니다. 이 실험에서 육안으로 볼 수 있는 물체는 전자기장을 통해 초전도 회로에 연결됩니다. 작동하는 초전도체를 얻기 위해 이러한 실험은 약 100밀리켈빈 온도의 저온 유지 장치에서 수행됩니다. 그러나 이것은 양자 세계에 실제로 뛰어들기에는 여전히 충분하지 않습니다. 거시적 물체에 대한 양자 효과를 관찰하려면 정교한 냉각 방법을 사용하여 거의 절대 영도까지 냉각해야 합니다.

일반보다 높은 냉각 용량

실험에서 인스브루크 연구원들은 자기장을 통해 기계 물체(그들의 경우 진동하는 빔)를 초전도 회로에 연결했습니다. 이를 위해 그들은 약 100마이크로미터 길이의 자석을 빔에 부착했습니다. 자석이 움직이면 회로를 통해 자속을 변경하는데, 그 중심에는 초전도 양자 간섭 장치인 소위 SQUID가 있습니다. 마이크로파 신호를 사용하여 측정되는 자속에 따라 공진 주파수가 변경됩니다. 이러한 방식으로 마이크로 기계 발진기는 양자 역학적 바닥 상태 근처로 냉각될 수 있습니다. 또한 Gerhard Kirchmair 팀의 David Zöpfl은 "마이크로파 전력의 함수로서 SQUID 회로의 공진 주파수 변화는 선형적이지 않습니다. 

출처 : https://www.sciencedaily.com/