Физики измерили квантовое «ничто» при комнатной температуре. Как?

Физики измерили звук «пустоты» при комнатной температуре. О том, как такое возможно и почему это действительно важно, рассказал Science Alert.

Фоновый шум

Если вам кажется, что вакуум и пустота – это синонимы, то вы глубоко ошибаетесь. Хотя в межзвездном вакууме и практически нет материи, он просто кишит «шумами» – рябью пространства-времени, которая появляется из-за каких-либо крупных гравитационных коллапсов, например.

Но есть еще и фоновый шум – своеобразные «помехи», создаваемые квантами, которые беспрестанно движутся по своим причудливым траекториям. Столкновения этих квантов, да и просто их движение создают эффект шума на ткани пространства. И этот фоновый шум мешает нашим приборам засечь достоверные сигналы гравитационных волн. А если мы научим приборы не реагировать на этот фон, то получим более четкую картину процессов, происходящих во Вселенной.

«Услышать» вакуум

В новом эксперименте ученые рассмотрели явление, которое называется квантовым давлением излучения. Оно возникает, когда частицы взаимодействуют с приборами, которые используем мы, люди, для наблюдения космических явлений. Это квантовое давление излучения становится своего рода «шумом», который может повлиять на результаты экспериментов. Но, как и другие квантовые явления, нам для начала нужно было изучить его при сверхнизких температурах, при которых частицы оставались неподвижными.

Но команде исследователей из Университета штата Луизиана удалось измерить этот квантовый эффект в реальных условиях – при комнатной температуре. Этот эксперимент был проведен с использованием миниатюрных версий детекторов гравитационных волн. Ученые измерили в них квантовое давление излучения. Так как такие детекторы слишком слабы, чтобы зафиксировать достоверные сигналы гравитационных волн, они не могут поймать ничего, кроме фонового шума. А значит, с их помощью можно измерить этот фон и помочь большим детекторам в поиске действительно важной информации о Вселенной.

Это полезно, потому что означает, что теперь мы можем применить полученные результаты к реальному оборудованию. Теперь мы наконец-то сможем получить достоверные результаты по исследованию гравитационных волн и в очередной раз подтвердить правоту Эйнштейна.

Читайте еще: Квантовая телепортация существует. Но это не то, о чем вы думаете

Источник: Science Alert