Финские физики измерили энергию ниже зептоджоулей — уровень, сопоставимый с движением клетки на нанометр
Исследователи из Финляндии впервые зафиксировали энергию ниже одного зептоджоуля — уровня, составляющего триллионную долю миллиардной доли джоуля. Это энергия, сопоставимая с работой, необходимой для смещения эритроцита примерно на нанометр в поле земной гравитации.
Метод был разработан командой под руководством профессора Академии Микко Мётёнена из Университета Аалто совместно с компанией IQM и Техническим исследовательским центром Финляндии VTT.
Основой эксперимента стал сверхчувствительный калориметр — тепловой датчик, фиксирующий энергию через нагрев системы. В установке использовался гибрид из сверхпроводящих и обычных проводящих материалов, что делало систему крайне чувствительной к малейшим изменениям температуры.
Микроволновый импульс пропускался через сенсор, где сверхпроводимость реагировала на минимальные тепловые возмущения. Даже незначительное повышение температуры в ультрахолодной среде приводило к заметному изменению отклика системы, что позволило зарегистрировать крайне слабый сигнал.
Иллюстрация: Aalto University / Ella Maru StudioПосле оптимизированной фильтрации исследователи зафиксировали энергию порядка 0,83 зептоджоуля. Это один из самых низких уровней энергии, когда-либо измеренных калориметрическими методами, и демонстрация предельной чувствительности таких детекторов.
По словам Микко Мётёнена, ключевым преимуществом подхода является работа при температурах, составляющих несколько милликельвинов, совпадающих с условиями, необходимыми для квантовых битов. Это снижает дополнительные искажения и позволяет потенциально интегрировать устройство в архитектуры квантовых компьютеров.
Одной из долгосрочных целей подобных исследований является регистрация одиночных фотонов и слабых сигналов произвольного времени прихода. Это важно, в том числе, для поисков гипотетических частиц, таких как аксионы, которые рассматриваются как кандидаты на роль тёмной материи.
Разработка также тестировалась на национальной исследовательской инфраструктуре OtaNano.
© iXBT
