Foto: PHILIP KRANTZ/KRANTZ NANOART
„Otvorili sme dvere do kvantového sveta počúvaním a rozprávaním sa s atómom,“ vyhlásil Per Desling z Chalmers University of Technology. „Naším dlhodobým cieľom je skrotiť kvantovú fyziku tak, aby sme mohli využívať jej zákony napríklad pri stavbe superrýchlych počítačov,“ dodal v štúdii zverejnenej v žurnále Science.
Výskumníci pre načúvanie najtichšiemu „šepotu“ na svete vyvinuli elektrický obvod, ktorý podlieha zákonom kvantovej fyziky. Príkladom takého obvodu je umelý atóm, ktorý možno nabiť podobne ako klasický atóm a následne z neho získať uvoľnené častice. Zvyčajne to bývajú častice svetla, umelý atóm však absorbuje a vydáva energiu vo forme zvuku.
„Podľa teórie zvuk z atómu sa delí na kvantové častice,“ povedal spoluautor štúdie Martin Gustafsson. „Takáto častica je vlastne najslabší zvuk, aký sa dá zaznamenať.“ Vzhľadom na to, že zvuk je oveľa pomalší ako svetlo, akustický atóm otvára nové možnosti, ako získať kontrolu nad kvantovými javmi. „Vďaka pomalej rýchlosti zvuku získame čas na prebratie kontroly nad kvantovými časticami. To je veľmi zložité dosiahnuť s časticami svetla, ktoré letia 100-tisícnásobne väčšou rýchlosťou.“
Nízka rýchlosť zvuku znamená, že má kratšiu vlnovú dĺžku ako svetlo. Preto aj atóm, ktorý interaguje s vlnami svetla, je oveľa menší ako samotné vlny. Na druhej strane vlnová dĺžka zvuku je oveľa menšia, čo znamená, že atóm je oproti nej väčší, a tak sa dá ľahšie ovládať. Pri pokusoch použili vlnovú dĺžku 4,8 gigahertza, teda podobnú, ako sa využíva pri bezdrôtovom prenose hlasu alebo dát.
V hudobnom vyjadrení ide o tón D28, ktorý je približne 20 oktáv nad najvyšším tónom koncertného krídlového piana. Pri takej vysokej frekvencii je vlnová dĺžka dostatočne krátka na to, aby sa dala navigovať po povrchu mikročipu. Na rovnaký čip vedci umiestnili aj umelý atóm, ktorý je 0,01 milimetra dlhý a vyrobený zo supravodivého materiálu.