Como a equilibrista consegue manter o equilíbrio e evitar aquela queda fatal do céu? Ela sente cuidadosamente o movimento de seu corpo e as vibrações da corda e, conseqüentemente, compensa qualquer desvio do equilíbrio mudando seu centro de gravidade. Em um sistema termicamente excitado, a amplitude das vibrações mecânicas está diretamente ligada à temperatura do sistema. Assim, eliminando vibrações, o sistema é resfriado a uma temperatura efetiva mais baixa.

Em experimentos recentes na DTU Physics, pesquisadores empregaram uma técnica de feedback aprimorado por quantum para amortecer o movimento de um oscilador mecânico de tamanho mícron, resfriando assim sua temperatura em mais de 140 graus abaixo da temperatura ambiente. Mais importante, este trabalho demonstra uma nova aplicação de luz comprimida permitindo uma melhor sensibilidade ao movimento mecânico e, portanto, uma extração mais eficiente de informações sobre como o feedback de amortecimento deve ser adaptado.

No experimento, o movimento mecânico de um ressonador microtoroidal foi continuamente detectado usando luz laser circulando dentro do ressonador. Usando essa informação, uma força de feedback elétrica que estava sempre fora de fase com o movimento instantâneo foi adaptada e aplicada - isto é, quando o movimento era dirigido para cima, a força de feedback neutralizaria isso empurrando o toroide para baixo e vice-versa. Usando luz laser comum - clássica, esta técnica é limitada pelo ruído quântico intrínseco da sonda de laser, e isso define o limite clássico de quão eficiente o resfriamento de feedback pode ser.

Como agora demonstrado por pesquisadores DTU, este limite pode ser ultrapassado usando luz comprimida de engenharia quântica. No experimento, uma melhoria de mais de 12% em relação à temperatura limite clássica foi alcançada. Essa melhoria foi limitada por ineficiências do sistema específico, resultando em perda de informações sobre o movimento mecânico. Todo o potencial da técnica demonstrada pode ser desdobrado pela aplicação a sistemas optomecânicos de última geração, segurando promessas para alcançar o estado fundamental quântico de movimento de um oscilador mecânico em experimentos de temperatura ambiente. Conseguir isso abriria caminho para uma infinidade de novas investigações optomecânicas da física quântica fundamental e constituiria um passo crucial para o desenvolvimento de novas tecnologias quânticas para sensoriamento e processamento de informações com base em osciladores micromecânicos.