Ученые учатся управлять нестабильной квантовой системой

У обычного маятника есть две точки равновесия: вис вниз и инвертированное верхнее положение.

Если вис вниз считается стабильным равновесием, то обратное положение считается нестабильным. Любое бесконечно малое отклонение во втором случае непременно приведет к тому, что маятник сорвется и начнет раскачиваться.

Более сотни лет известно, что инвертированный (перевернутый) маятник можно стабилизировать за счет вибрации центральной точки. Этот необычный феномен известен как динамическая стабилизация, что привело к широкому диапазону применений, включая ловушки заряженных частиц, масс-спектрометры и высокоэнергетические ускорители частиц.

Квантовые системы с множеством тел также могут находиться в нестабильных неравновесных состояниях, и как перевернутый маятник в классической физике, они обычно развиваются вне таких состояний. Теперь ученые из Технологического института Джорджии показали способ поддержания нестабильной квантовой системы за счет взрывов микроволнового излучения — квантового аналога вибрации перевернутого маятника.

В эксперименте, который имеет значение для квантовых компьютеров и квантовых симуляторов, ученые применили микроволновой импульс с переменными амплитудами и частотами, чтобы управлять квантовой системой, состоящей из облака примерно 40000 атомов рубидия, охлажденных почти до абсолютного нуля.

Результаты исследования опубликованы в издании Physical Review Letters.

28.08.2013