Rompiendo la barrera de la temperatura: El salto cuántico de la acústica cuántica de estado sólido en la física moderna

Rompiendo la barrera de la temperatura: El salto cuántico de la acústica cuántica de estado sólido en la física moderna

Configuración experimental de laboratorio. Crédito: SAOT Max Gmelch


El estado básico cuántico de una onda acústica, conseguido mediante la refrigeración completa del sistema, supone un avance significativo en la aproximación de la mecánica clásica y la cuántica. Al minimizar el número de fonones acústicos, se reducen las perturbaciones en las mediciones cuánticas, allanando el camino para aplicaciones transformadoras.

Gran avance en la refrigeración de ondas sonoras

Una investigación reciente del grupo de investigación Stiller, publicada en Physical Review Letters, marca un hito importante en la refrigeración de ondas sonoras dentro de fibras ópticas.

Aprovechando técnicas de enfriamiento por láser, el equipo logró una reducción de temperatura de 219 K, un avance notable respecto a informes anteriores. En última instancia, el número inicial de fonones se redujo en un 75%, alcanzando temperaturas tan bajas como 74 K (-194 Celsius).

En el laboratorio: El grupo de investigación de Birgit Stiller, formado por Birgit Stiller, Laura Blázquez Martínez, Andreas Geilen, Changlong Zhu y Philipp Wiedemann (de izquierda a derecha). Crédito de la imagen: MPL, Florian Ritter

Perspectiva de la mecánica cuántica

La utilización de fibras de vidrio ofrece ventajas únicas, como la conducción eficaz de la luz y el sonido a largas distancias. A diferencia de las plataformas microscópicas, el experimento realizado en una fibra óptica de 50 cm demuestra la refrigeración de ondas sonoras a grandes distancias, lo que abre posibilidades para aplicaciones de banda ancha en tecnología cuántica.

En el reino de la mecánica cuántica, el sonido trasciende su comprensión clásica y se manifiesta como partículas conocidas como fonones. Minimizar el número de fonones, sobre todo en el estado cuántico básico, facilita la observación y el estudio de los cuantos de sonido, lo que permite profundizar en la naturaleza fundamental de la materia.

Perspectivas de futuro

El éxito del enfriamiento de las ondas sonoras de fibra óptica no sólo amplía nuestra comprensión del comportamiento cuántico, sino que también resulta prometedor para diversas aplicaciones, como los sistemas de comunicación de alta velocidad y los avances en tecnologías cuánticas.

A medida que los investigadores profundicen en la naturaleza cuántica de los objetos extensos, el potencial de descubrimientos innovadores y aplicaciones prácticas seguirá creciendo.


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