摘要：研究人员发现了一种使用镜子来大大减少打扰微小颗粒的量子噪声的方法 - 这是一个看起来很神奇但植根于量子物理学的突破。...

斯旺西大学的研究人员发现了一种使用镜子来大大减少打扰微小颗粒的量子噪声的方法 - 这一突破似乎是神奇的，但植根于量子物理学。

当科学家测量极小的物体（例如纳米颗粒）时，它们会面临一个困难的挑战：简单地观察这些颗粒会扰乱它们。之所以发生这种情况，是因为光子（光颗粒）用于测量“踢”它们击中的微小颗粒，这种效果称为“背相”。

在一项新的研究中物理审查研究，大学物理学系的一个团队揭示了这一关系，这种关系是双向奏效的。

该研究的第一作者说：“我们的工作表明，如果您可以创造不可能的测量条件，那么干扰也会消失。”

“使用半球镜和粒子的中心，我们发现在特定条件下，粒子与其镜像相同。发生这种情况时，您无法从散射的光中提取位置信息，同时量子背光消失了。”

这一突破具有许多令人兴奋的应用程序的潜力，包括：

• 用比原子大得多的物体创建量子状态
• 在前所未有的尺度上测试基本量子物理
• 进行探索量子力学与重力之间边界的实验
• 开发用于检测微小力的超敏感传感器

这些发现对于像Maqro（Macroscopic Quantum共振器）这样的雄心勃勃的项目可能特别有价值，这是一个拟议的太空任务，旨在测试具有比以往更大对象的量子物理学。

监督这项研究的詹姆斯·贝特曼（James Bateman）博士说：“这项工作揭示了有关量子力学中信息与干扰之间关系的基本关系。尤其令人惊讶的是，当光散射最大化时，背部的反应恰恰消失了 - 与直觉可能暗示的相反。

“通过围绕量子对象进行工程环境，我们可以控制有关它的可用信息，因此可以控制它所经历的量子噪声。这为量子实验和可能更敏感的测量提供了新的可能性。”

该团队正在研究实验演示并探索可能导致新一代量子传感器的实用应用。

这项研究是越来越多的“悬浮光学力学”领域的一部分，该领域使用激光悬挂和控制真空中的微小颗粒。最近的实验已经将颗粒冷却到最低的能量水平（量子基态），显示了科学家对这些系统的控制能力。