Швейцарские ученые предлагают использовать динамическую нестабильность наночастицы, помещенной в оптическом резонаторе, для создания квантовых датчиков. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Исследователи из Университета Инсбрука и Швейцарской высшей технической школы Цюриха показали, что наночастицы в крошечных оптических резонаторах можно перевести в квантовый режим и использовать в качестве высокоточных датчиков.

Как отмечают авторы исследования, ранее было доказано, что механическое квантовое сжатие уменьшает неопределенность флуктуаций ниже нулевых колебаний. В своей работе ученые предлагают новый подход, предназначенный для левитирующих механических систем.

«Мы демонстрируем, что правильно сконструированный оптический резонатор можно использовать для быстрого и сильного ограничения движения левитирующей наночастицы», — говорит Катя Кустура, участник исследования из Университета Инсбрука.

В оптическом резонаторе свет отражается между зеркалами и взаимодействует с левитирующей наночастицей. Такое взаимодействие может привести к динамической неустойчивости, которую обычно считали нежелательной. Авторы исследования полагают, что этот побочный эффект можно использовать для создания датчиков.

«В своей работе мы показываем, что при правильном контроле этих нестабильностей результирующая неустойчивая динамика механического осциллятора внутри оптического резонатора приводит к механическому сжатию», — говорит Кустура.

В своей работе исследователи продемонстрировали эти эффекты с использованием наночастицы диоксида кремния. Ученые считают, что квантовые датчики, созданные по этой технологии, можно использовать, например, в спутниковых миссиях, беспилотных автомобилях и в сейсмологии.