Come fa il funambolo a mantenere l'equilibrio ed evitare quella caduta fatale dal cielo? Percepisce attentamente il movimento del suo corpo e le vibrazioni della corda e di conseguenza compensa qualsiasi deviazione dall'equilibrio spostando il suo centro di gravità. In un sistema termicamente eccitato, l'ampiezza delle vibrazioni meccaniche è direttamente collegata alla temperatura dell'impianto. Così, eliminando le vibrazioni il sistema viene raffreddato ad una temperatura effettiva inferiore.

In recenti esperimenti alla DTU Physics, i ricercatori hanno impiegato una tecnica di feedback potenziata quantistica per smorzare il movimento di un oscillatore meccanico di dimensioni micron, raffreddando così la sua temperatura di oltre 140 gradi al di sotto della temperatura ambiente. Più importante, questo lavoro dimostra una nuova applicazione della luce compressa che consente una migliore sensibilità al movimento meccanico e quindi un'estrazione più efficiente delle informazioni su come adattare il feedback di smorzamento.

Nell'esperimento, il movimento meccanico di un risonatore microtoroidale è stato continuamente rilevato utilizzando la luce laser che circola all'interno del risonatore. Utilizzando queste informazioni è stata adattata e applicata una forza di retroazione elettrica che era sempre sfasata rispetto al movimento istantaneo, ovvero quando il movimento fosse diretto verso l'alto, la forza di retroazione lo contrasterebbe spingendo il toroide verso il basso e viceversa. Usando la normale - classica - luce laser, questa tecnica è in definitiva limitata dal rumore quantico intrinseco della sonda laser, e questo stabilisce il limite classico per quanto può essere efficiente il raffreddamento a feedback.

Come ora dimostrato dai ricercatori DTU, questo limite può essere superato utilizzando la luce compressa di ingegneria quantistica. Nell'esperimento, è stato ottenuto un miglioramento di oltre il 12% rispetto alla temperatura limite classica. Questo miglioramento è stato limitato dalle inefficienze del sistema specifico con conseguente perdita di informazioni sul movimento meccanico. Il pieno potenziale della tecnica dimostrata può essere sviluppato mediante l'applicazione a sistemi optomeccanici all'avanguardia, mantenere le promesse per raggiungere lo stato fondamentale quantistico di movimento di un oscillatore meccanico in esperimenti a temperatura ambiente. Il raggiungimento di ciò aprirebbe la strada a una pletora di nuove indagini optomeccaniche della fisica quantistica fondamentale e costituirebbe un passo cruciale verso lo sviluppo di nuove tecnologie quantistiche per il rilevamento e l'elaborazione delle informazioni basate su oscillatori micromeccanici.