Una nuova ricerca presso l'U of A sta aiutando i fisici a comprendere meglio il raffreddamento optomeccanico, un processo che dovrebbe trovare applicazioni nella tecnologia quantistica.

Gli scienziati hanno capito da tempo che l'applicazione di un campo luminoso opportunamente sintonizzato su un oggetto macroscopico (visibile ad occhio nudo) - in questo caso un oscillatore meccanico - determina il raffreddamento dell'oggetto. Il processo, raffreddamento optomeccanico, si verifica quando la pressione dei fotoni (particelle di luce) converte l'energia immagazzinata nell'oggetto sotto forma di fononi termici (particelle di suono) in fotoni.

Idealmente, il processo raffredderebbe l'oggetto al suo stato quantico puro in cui tutta l'energia termica viene rimossa. In realtà, lo stato quantistico non può essere raggiunto a causa delle perturbazioni del rumore nell'ambiente.

Nel loro lavoro, I ricercatori di U of A hanno definito il nuovo limite di raffreddamento, che migliora la comprensione del processo. I loro risultati sono stati riportati in un articolo intitolato, "Radiation Pressure Cooling come processo quantistico dinamico, " pubblicato il 9 giugno sulla rivista Lettere di revisione fisica .

"Come ogni evoluzione verso uno stato stabile, il raffreddamento di un oscillatore meccanico richiede tempo e, contrariamente a quanto precedentemente inteso, la velocità del processo decide quale stato sarà finalmente raggiunto, '' ha detto Bing He, primo autore del paper e ricercatore presso il Dipartimento di Fisica. "Il nostro quadro dinamico chiarisce come un sistema optomeccanico subisca il passaggio dal riscaldamento al raffreddamento e viceversa, e determina le condizioni per ottenere il "risultato più quantistico" mediante il miglior raffreddamento del sistema."

Il lavoro aiuterà anche a guidare futuri esperimenti, disse Min Xiao, Professore Eminente presso il Dipartimento di Fisica. "Con i nostri nuovi risultati dinamici, non solo i nuovi sforzi sperimentali possono essere guidati, alcuni risultati sperimentali e teorici precedentemente riportati e conclusioni potrebbero anche dover essere rianalizzati e riesaminati, " disse Xiao.