Nulpuntsenergie voor het eerst gemeten in vast object

Er is helaas geen gesproken versie van dit artikel beschikbaar

Alles is altijd in beweging. Zelfs op het absolute nulpunt vindt er op kwantummechanisch niveau nog beweging plaats, de kwantumfysische restbeweging.

Deze subtiele bewegingen zijn gedetecteerd in een kleine staaf van silicium. Het gaat om het eerste object dat kwantumvibraties aan de buitenwereld onthult.

---Lees verder na dit advertentieblokje---

Nulpuntsenergie

Het fenomeen wordt ook wel nulpuntsfluctuatie genoemd en is een gevolg van de onzekerheidsrelatie van Heisenberg, die stelt dat we nooit de precieze positie en beweging van een object kunnen vaststellen. Nulpuntsenergie was tot nu toe alleen gezien in enkele atomen of kleine groepen deeltjes.

Bij het nieuwe experiment is gebruik gemaakt van een staaf van silicium van 12 micrometer lang en minder dan een micrometer dik. Oskar Painter van het California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena en zijn collega’s koelden de staaf af tot minder dan een halve graad boven het absolute nupunt en gebruikten vervolgens een laser om de bewegingen te meten.

Fotonen

De energie van sommige fotonen van de laser veranderde op het moment dat ze de trillende staaf raakten. Gewoonlijk kunnen vibraties de energie van fotonen verhogen of verlagen, maar nulpuntskwantumvibratie werkt anders.

Omdat het de laagst mogelijke energietoestand betreft kan het enkel energie absorberen. Bij laag energetische toestanden werd licht gebroken, zo ontdekte het team, een duidelijk teken van kwamtumvibratie.

“Nu we deze effecten in relatief grote objecten hebben waargenomen kunnen we de funderingen van de kwantummechanica verkennen,” zei teamlid Amir Safavi-Naeini van Caltech.

Bron: Newscientist.com