利用LIGO眾多反饋系統，首次實現公斤級物體量子態

　　美國激光干涉引力波天文臺(LIGO)是測量精細運動的最精確儀器之一，它用來探測時空漣漪的一組4面鏡子已經被冷卻到幾乎處于最低能量狀態。麻省理工學院科學家利用這些鏡子標記出了迄今為止接近這種冷量子態的最大物體。相關研究結果發表于6月18日《科學》。

　　在量子尺度上，溫度和運動是一樣的：一個粒子振動得越多，它就越熱。這些振動包，也稱為聲子，必須被移除才能使物體進入基態。到目前為止，這只在質量不到1g的物體上實現過。

　　現在，麻省理工學院Chris Whittle團隊已經將一個有效質量為10kg的系統從室溫冷卻到77納米開爾文的溫度(-273.15℃)，這標志著一個可以接近基態的系統質量的巨大飛躍。整個系統由4個鏡子組成，每個鏡子重40kg，它們集體運動時構成了振蕩器，有效地將160kg的總重量減少到僅10kg的單個物體。

　　該團隊利用LIGO眾多反饋系統中的一個實現了這一目標。在這個反饋系統中，一束光照射在一面鏡子上以測量它的振動，然后用一個電磁場來減緩它的運動。Whittle解釋，這有點像孩子在蕩秋千，用與秋千擺動相反的作用力讓秋千停下來。

　　由于研究人員想要消除的振動非常微小，他們需要極其精確地測量振動以施加正確的推力，這也是他們使用LIGO精確系統進行這項工作的原因之一。通過該方法，他們在給定的時間內將系統中聲子的平均數量從大約10萬億減少到略低于11個。

　　這項工作的目的是幫助解釋為什么我們通常看不到量子態的宏觀物體，一些物理學家認為這可能是由于引力的影響。

　　研究小組成員、麻省理工學院Vivishek Sudhir說：“想要測試這一點，需要滿足兩個條件——一個足夠大的物體并讓這個物體處于量子狀態，這樣就可以測量引力對它的影響。”

　　Sudhir表示，利用這種量子態也可以讓LIGO等科學儀器實現更高的精度，但這是遙遠的未來。