物理学家将人类尺度对象带到近距离接近，达到量子状态

结果为研究重力对量子状态相对大物体的影响的开放可能性。

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对于人眼，大多数静止物体似乎只是那样 - 仍然是休息。然而，如果我们被递给了量子镜头，允许我们在单个原子的比例下看到物体，坐在桌面上的苹果是一个振动粒子的振动集合，非常震动。

在过去的几十年中，物理学家已经找到了超酷的物体的方法，使其原子在近静止，或者在“运动地面”。迄今为止，物理学家已经将小物体摔跤，例如数百万原子或纳米级对象，进入这种纯量子状态。

现在是第一次，在麻省理工学院和其他地方的科学家已经冷却了一个大型人类规模的物体，靠近其动机地面状态。该物体在位于一个位置的位置中没有有形，但是是四个单独的物体的组合运动，每个物体的重量约为40千克。研究人员冷却的“对象”的估计质量约为10公斤，并且包含约1x10 26，或近1八季度原子。

研究人员利用了激光互光度的重力波观测台（Ligo）来测量群众的运动，以极其精度和超酷的群体的集体运动到77 nanokelvins，只是害羞的物体预测的地面状态10纳莫尔维斯。

他们今天出现在科学中的结果代表了最大的物体，以接近其动机地位。科学家们表示，他们现在有机会观察重力对大量量子物体的影响。

“没有人观察到重力是如何对大规模量子州的作用，”麻省理工学院机械工程助理教授Vivishek Sudhir说，他指导了该项目。 “我们已经证明了如何在量子状态中准备千克级对象。这最终打开了对重力可能影响大量子物体的实验研究的实验研究，迄今为止只有梦想。“

该研究的作者是Ligo实验室的成员，包括领导作者和研究生Chris Whitts，Postdoc Evan Hall，研究科学家Sheila Dwyer，科学学院的院长和柯蒂斯和凯瑟琳大理石教授Astrophysics Nergis Mavalvala和助理教授作者：王莹，机械工程Vivishek Sudhir。

由于原子具有彼此和外部影响的许多相互作用，所有对象都体现了某种运动。所有这些随机运动都反映在对象的温度中。当物体冷却接近零温度时，它仍然具有剩余量子运动，状态称为“动机地位”。

为了在其轨道中停止对象，可以在其上施加相同且相反的力。 （想想在与手套的力量中停止棒球。）如果科学家可以精确地测量原子运动的幅度和方向，它们可以应用抵消力以降低其温度 - 一种称为反馈冷却的技术。

物理学家通过各种手段应用了反馈冷却，包括激光，使单个原子和超轻对象带到其量子地位，并且已经尝试超级冷却较大的物体，以研究更大，传统的经典系统中的量子效应。

Sudhir说：“有些东西具有温度的事实是它与周围的东西互动的想法。” “从他们周围发生的所有事情隔离更大的物体，它更难。”

为了将大物体的原子冷却到接近地面状态，首先必须以极端精确度测量它们的运动，以了解停止这种运动所需的回力程度。世界上很少有乐器可以达到这种精确度。 Ligo，它发生了，可以。

引力波检测观测台包括单独的美国地点的双干涉仪。每个干涉仪在L形连接两个长隧道，并且在任一方向上拉伸4公里。在每个隧道的任一端是由薄纤维悬挂的40千克镜子，其响应于诸如进入的引力波的任何干扰而像摆动。隧道的激光器在每个隧道中分开并送下来，然后反射回其源。返回激光器的时机刻上了科学家的每一镜子移动了多少，精度为0 / 10,000质子的宽度。

Sudhir和他的同事想知道它们是否可以使用Ligo的运动测量精度首先测量大的人类尺度对象的运动，然后施加抵消力，与他们测量的相反，将物体带到其基地。

他们旨在冷却的物体不是单独的镜子，而是所有四个Ligo镜子的组合运动。

“利戈旨在测量四个40公斤镜子的联合运动，”Sudhir解释道。 “事实证明，你可以在数学上映射这些群众的联合运动，并将它们视为单个10公斤对象的运动。”

Sudhir说，在测量原子和其他量子效应的运动时，测量的行为可以随机踢镜子并将其放在运动中 - 一种称为“测量回动”的量子效应。作为激光器的单独光子反弹镜子以收集有关其运动的信息，光子的动量推回镜子。 Sudhir和他的同事意识到，如果镜子被连续测量，就像在Ligo一样，可以在以后的光子携带的信息中观察到来自过去的光子的随机反冲。

在每个镜子上具有完全记录量子和古典障碍的完整记录，研究人员用连接到每个镜子背面的电磁铁施加相等且相反的力。该效果将集体运动拉​​动到近静止，留下镜子，以至于它们移动不超过10-20米，不到千分之一的质子。

然后，该团队等同于物体的剩余能量，或运动，温度，发现该物体坐在77纳莫尔维斯，非常接近其动机地面状态，它们预测为10纳克尔维林。

“这与温度原子物理学家酷酷的原子可以达到其基地，并且这是一百万个原子的小云，称重皮科医学，”苏德希尔说。 “所以，这很值得注意的是，你可以冷却一些更重的东西到同一个温度。” “准备地面的东西通常是将它放入令人兴奋或异国情调的量子状态的第一步”。 “所以这项工作很令人兴奋，因为它可能让我们在以前从未完成的大规模比例上学习其中一些国家。”