Cynlluniodd ffisegwyr "gywasgwr optegol" cwantwm sy'n gallu lleihau'r sŵn cwantwm yn y pigiad laser digwyddiadau 15%. Dyma'r system gyntaf o'i bath sy'n gweithio ar dymheredd ystafell, gan ei gwneud yn addas ar gyfer gosodiadau cludadwy cryno a gellir eu hychwanegu at arbrofion manylder uchel i wella mesur laser.
Mae craidd y "cywasgydd" hwn yn geudod optegol gyda dau drych nano-fecanyddol wedi'u lleoli mewn siambr wactod. Mae un o'r drychau'n llai na diamedr gwallt dynol, wedi'i atal gan ffreutur tebyg i'r gwanwyn a gall symud. Mae'r drych mwy yn sefyll o hyd.
Mae siâp ac ymddangosiad y drychau "nanomecanyddol" llai yn chwarae rhan allweddol yng ngallu'r system i weithio ar dymheredd ystafell. Pan fydd y ffa laser yn mynd i mewn i'r siambr, mae'n cael ei adlewyrchu rhwng y ddau drych. Mae'r grym sy'n cael ei roi gan y golau yn achosi i'r drych nanomecanyddol siglo'n ôl ac ymlaen, gan alluogi ymchwilwyr i ddylunio paramedrau i roi'r priodweddau cwantwm arbennig ysgafn.
Gall y laser adael y system mewn cyflwr cywasgedig, y gellir ei defnyddio ar gyfer mesuriadau mwy cywir, megis cyfrifiadura cwantwm a chanfod tonnau disgyrchiant. Dywedodd MIT Marble Athro a Dirprwy Gyfarwyddwr Ffiseg Nergis Mavalvala: "Pwysigrwydd y canlyniad yw y gallwch beiriannu'r systemau mecanyddol hyn i gael mecaneg cwantwm ar dymheredd ystafell. Perfformiad."
Mae Laser yn cynnwys nifer fawr o ffotograffau, mae'r ffotograffau hyn yn llifo allan ar ffurf tonnau wedi'u cysoni i gynhyrchu pigiad disglair. Fodd bynnag, yn y ffurfweddiad trefnol hwn, mae rhywfaint o hap ymhlith ffotograffau unigol y laser, sy'n ymddangos ar ffurf amrywiadau cwantwm, a elwir hefyd yn "sŵn esgidiau" mewn ffiseg.
Hyd yn hyn, mae cywasgiadau optomecanig wedi'u gwireddu mewn dyfeisiau ar raddfa fawr y mae angen eu cartrefu mewn oergelloedd cryogenig. Y rheswm am hyn yw, hyd yn oed ar dymheredd ystafell, mae'r ynni thermol cyfagos yn ddigon i effeithio ar rannau symudol y system, gan achosi "jitter", sy'n canslo unrhyw effeithiau sŵn cwantwm. Er mwyn gwrthsefyll sŵn thermol, bu'n rhaid i'r ymchwilwyr oeri'r system i tua 10 K (-263.5 o C). "Pan fydd angen oeri cryogenig arnoch, allwch chi ddim cael compact cludadwy," meddai Mahuawala. "Gallai hynny fod yn gam ymlaen oherwydd allwch chi ddim rhoi'r cywasgydd mewn oergell fawr a'i ddefnyddio ar gyfer arbrofion neu rywfaint o offer a ddefnyddir yn y maes."
Roedd y tîm dan arweiniad Aggarwal am ddylunio system opto-fecanyddol lle mae drych symudol y system yn cael ei wneud o ddeunydd nad yw'n amsugno llawer iawn o ynni gwres yn ei hanfod, felly nid oes angen iddynt oeri'r system yn allanol. O'r diwedd, cynlluniwyd drych bach iawn o 70 micron o led gyda haenau eraill o danau bwriadol a llosgi bwriadol alwminiwm. Mae'r ddau ddeunydd yn grisialau gyda strwythur atomig gorchmynnol iawn sy'n gallu atal unrhyw wres newydd rhag dianc. Mae'r nodwedd hon yn caniatáu i'r tîm nodi a thrwy hynny leihau sŵn cwantwm y laser 15%, gan arwain at olau "cywasgedig" mwy manwl. "Gall deunyddiau anniben iawn golli ynni'n hawdd oherwydd bod electronau'n gwrthdrawiadau ac yn gwrthdrawiadau ac yn cynhyrchu cynnig thermol mewn llawer o leoedd," meddai Aggarwal. "Y mwyaf gorchmynnol a pur yw deunydd, y llai o leoedd y mae'n eu colli neu'n chwalu ynni."
Meddai Mavalvala, "Mae hyn yn dangos ein bod yn gwybod sut i wneud cywasgydd tymheredd ystafell sy'n annibynnol ar donfedd. Wrth i ni wella ein arbrofion a'n deunyddiau, byddwn yn gwneud gwell cywasgwyr."