纳米转子两个摆动模式的量子基态冷却
在量子极限下操控纳米尺度物体的运动,有望为量子力学检验和先进传感器研发开辟新途径。其中旋转运动尤具研究价值——其非线性动力学特性在紧凑闭环位形空间中呈现,可产生远超自由或受限线性运动的丰富现象及潜在应用。此类实验的关键前提是实现纳米转子的囚禁并将其初始化至量子基态摆动模式。该研究团队通过实验证明:利用光镊能可靠且重复地激光诱导加载二氧化硅纳米二聚体与三聚体。借助高精细度光学腔中的相干散射效应,研究人员成功将两种不同摆动模式冷却至量子基态,其占据数分别低至nβ=0.54±0.32和nα=0.21±0.03。通过同步冷却两个自由度(nβ=0.73±0.22,nα=1.02±0.08),该工作实现了纳米转子相对于空间固定轴的高精度对准,其偏差小于20微弧度,接近量子零点摆动的振幅极限。



