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関連する概念動画

Joule-Thomson Effect01:21

Joule-Thomson Effect

10.7K
The Joule-Thomson effect, also known as the Joule-Kelvin effect, describes the temperature change of a fluid when it is forced through a valve or porous plug while keeping it in a thermally insulated environment. This experiment is called a throttling process. This is an important effect widely used in refrigeration and the liquefaction of gases.
This experiment forces high-pressure gas through a throttle valve or a porous plug to a lower-pressure region. The gas expands as it passes through to...
10.7K

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圧縮された光で量子バックアクションの限界を超えたサイドバンド冷却

Jeremy B Clark1, Florent Lecocq1, Raymond W Simmonds1

  • 1National Institute of Standards and Technology, Boulder, Colorado 80305, USA.

Nature
|January 13, 2017
PubMed
まとめ

研究者は圧縮された光を使って 量子バックアクションの限界以下に 顕微鏡の機械的な物体を冷却しました 量子冷却のこの突破は 量子物理学の探求を より大きなシステムで可能にします

科学分野:

  • 量子物理学
  • オプトメカニクス
  • 量子光学

背景:

  • 量子真空の変動は カジミール・フォースやラム・シフトのような 物理的な効果を引き起こします
  • これらの変動は機械システムのレーザー冷却に量子バックアクションの限界を課します.
  • 圧縮された光は振幅の変動を減らし,この限界を克服する方法を提供します.

研究 の 目的:

  • 圧縮された光を使って量子バックアクションの限界を下回るマクロスコープの機械的なオブジェクトの冷却を証明する.
  • 圧縮された光が地面に近い状態の冷却を実現する可能性を探求する.

主な方法:

  • 電子レンジの光学システムを使いました
  • 初期冷却のために一貫した光の状態を使用します.
  • さらに冷却するために,ジョセフソンパラメトリックアンプによって生成された圧縮されたマイクロ波場を使用しました.
  • ヘテロディンスペクトロスコーピーを用いて分析した.

主要な成果:

  • 量子バックアクションの限界の15%まで 冷却した
  • 圧縮されたマイクロ波を使って 量子バックアクションの限界より 2デシベルの冷却を達成しました

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  • 最低0.19±0.01のホーノンの熱占有量を測定した.

    • 結論:

    • 圧縮された光は 量子バックアクションの限界を下回る 顕微鏡の機械的な物体を 効果的に冷却します
    • この技術により,低周波メカニカルオシレータを基本運動状態に近い冷却が可能になります.
    • 量子現象を より大きく 巨大なシステムで 探求するための新しい道を開くのです