物理学家悬浮玻璃纳米球，将其推入量子力学领域：

量子力学研究超小尺度的宇宙行为：原子和亚原子粒子以经典物理学无法解释的方式运行。

为了探索宇宙之间的这种张力量子和经典，科学家们不断尝试让越来越大的物体以类似量子的方式运行。

早在 2021 年，一个团队就成功地制造了一个直径为 100 纳米的微小玻璃纳米球 –大约比人类头发丝的厚度小一千倍。

在我们看来，这是非常非常小的，但就量子物理学而言，它实际上相当大，由多达 1000 万个原子组成。

将这样的纳米球推入量子力学领域是一项巨大的成就。使用经过仔细校准的激光，纳米球悬浮在其最低的量子力学状态，这是量子行为可能开始发生的极其有限的运动之一。

“这是第一次采用这种方法用于控制自由空间中宏观物体的量子态，”瑞士苏黎世联邦理工学院光子学教授 Lukas Novotny 在 2021 年 7 月说道。

要实现量子态，运动和能量必须Novotny 和他的同事使用一个冷却到 -269 摄氏度（-452 华氏度）的真空容器，然后使用反馈系统进行进一步调整。

使用两个产生的干涉图案通过激光束，研究人员计算出纳米球在其腔室内的确切位置，并从那里使用两个电极产生的电场进行精确调整，使物体的运动接近于零。

这与通过推拉秋千直到达到静止点来减慢操场秋千并没有什么不同。一旦达到最低的量子力学状态，就可以开始进一步的实验。

“要清楚地看到量子效应纳米粒子这里需要减速……一直到它的运动基态，”当时来自苏黎世联邦理工学院的电气工程师 Felix Tebbenjohanns 说。

“这意味着我们将球体的运动能量冻结到接近量子力学零点运动的最小值。”

虽然之前已经取得了类似的结果，但他们使用所谓的光学谐振器来利用光来平衡物体。

这里使用的方法更好地保护纳米球免受干扰，这意味着在激光关闭后可以单独观察物体——尽管这需要大量的进一步研究才能实现。

其中一个研究人员希望他们的发现有用的方法是研究量子力学如何使基本粒子表现得像波一样。像这种纳米球这样的超灵敏装置也可能有助于开发我们今天拥有的任何传感器.

成功悬浮h 低温环境中的大球体代表着向宏观尺度的重大跳跃，在宏观尺度上可以研究经典与量子之间的界限。

“加上光学捕获势能高度可控这一事实，我们的研究人员在他们发表的论文中总结道：“实验平台为研究宏观尺度的量子力学提供了一条途径。”

该研究发表在《自然》杂志上。

本文的一个版本首次发表于 2021 年 7 月。