Les physiciens ont conçu un « compresseur optique » quantique qui peut réduire le bruit quantique dans le faisceau laser incident de 15 %. Il s’agit du premier système du genre qui fonctionne à température ambiante, ce qui le rend approprié pour les configurations compactes et peut être ajouté à des expériences de haute précision pour améliorer la mesure laser.
Le noyau de ce « erpresso » est une cavité optique avec deux miroirs nanomécaniques situés dans une chambre à vide. L’un des miroirs est plus petit que le diamètre d’un cheveu humain, suspendu par un porte-à-faux printanier et peut se déplacer. Le plus grand miroir s’immobil veut.
La forme et l’apparence des miroirs « nanomécaniques » plus petits jouent un rôle clé dans la capacité du système à fonctionner à température ambiante. Lorsque le faisceau laser pénètre dans la chambre, il est réfléchi entre les deux miroirs. La force exercée par la lumière provoque le miroir nanomécanique à balancer d’avant en arrière, permettant aux chercheurs de concevoir des paramètres pour donner à la lumière des propriétés quantiques spéciales.
Le laser peut laisser le système dans un état comprimé, qui peut être utilisé pour des mesures plus précises, telles que l’informatique quantique et la détection d’ondes gravitationnelles. Le professeur de marbre du MIT et directeur adjoint de la physique Nergis Mavalvala a déclaré : « L’importance du résultat est que vous pouvez concevoir ces systèmes mécaniques pour avoir la mécanique quantique à température ambiante. Performance. »
Laser contient un grand nombre de photons, ces photons s’écoulent sous forme d’ondes synchronisées pour produire un faisceau lumineux concentré. Cependant, dans cette configuration ordonnée, il ya un certain hasard parmi les photons individuels du laser, qui apparaissent sous la forme de fluctuations quantiques, qui est également appelé « bruit de tir » en physique.
Jusqu’à présent, la compression optomécanique a été réalisée dans les dispositifs à grande échelle qui doivent être logés dans des réfrigérateurs cryogéniques. C’est parce que, même à température ambiante, l’énergie thermique environnante est suffisante pour affecter les parties mobiles du système, provoquant la « igen », ce qui annule tout effet du bruit quantique. Afin de résister au bruit thermique, les chercheurs ont dû refroidir le système à environ 10 K (-263,5 °C). « Lorsque vous avez besoin d’un refroidissement cryogénique, vous ne pouvez pas avoir un extrudeur compact portatif », a déclaré M. Mahuawala. « Ela pourrait être une percée parce que vous ne pouvez pas mettre le compresseur dans un grand réfrigérateur et l’utiliser pour des expériences ou certains équipements utilisés sur le terrain »
L’équipe dirigée par Aggarwal a voulu concevoir un système opto-mécanique où le miroir mobile du système est fait d’un matériau qui absorbe essentiellement très peu d’énergie thermique, de sorte qu’ils n’ont pas besoin de refroidir le système à l’extérieur. Ils ont finalement conçu un très petit miroir de 70 microns avec alternance de couches d’arsénide de gallium et d’arsénide de gallium en aluminium. Les deux matériaux sont des cristaux avec une structure atomique très ordonnée qui peut empêcher toute chaleur entrante de s’échapper. Cette fonctionnalité permet à l’équipe d’identifier et de réduire ainsi le bruit quantique du laser de 15%, ce qui donne une lumière plus précise « comprimée ». « Les matériaux très désordonnés peuvent facilement perdre de l’énergie parce que les électrons entrent en collision et entrent en collision et génèrent des mouvements thermiques à de nombreux endroits », a déclaré Aggarwal. « Plus un matériau est ordonné et pur, moins il perd ou dissipe l’énergie. »
Mavalvala a déclaré: « ela montre que nous savons comment faire un compresseur à température ambiante qui est indépendant de la longueur d’onde. Au fur et à mesure que nous améliorerons nos expériences et nos matériaux, nous fabriquerons de meilleurs compresseurs.