Quantum researchers engineer extremely precise phonon lasers
Des chercheurs en physique quantique conçoivent des lasers à phonons d'une précision extrême
Université de Rochester
Édité par Sadie Harley, relu par Robert Egan
Notes de la rédaction
The GIST
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Des lasers à phonons sont utilisés pour piéger et faire léviter des nanoparticules dans le laboratoire de Nick Vamivakas, professeur de physique optique titulaire de la chaire Marie C. Wilson et Joseph C. Wilson à l'Université de Rochester. https://www.doi.org/10.1038/s41467-026-70564-3. Crédit : Université de Rochester / J. Adam Fenster
L'invention des lasers dans les années 1960 a ouvert de nouvelles perspectives pour la recherche scientifique et les applications quotidiennes, des scanners de supermarché à la chirurgie oculaire corrective. Les lasers conventionnels contrôlent les photons (particules individuelles de lumière), mais au cours des 20 dernières années, les scientifiques ont inventé des lasers qui contrôlent d'autres particules fondamentales, notamment les phonons (particules individuelles de vibration ou de son). La maîtrise des phonons pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour les lasers, notamment en exploitant des propriétés quantiques uniques telles que l'intrication.
Un nouveau laser à phonons comprimés, mis au point par des chercheurs de l'Université de Rochester et du Rochester Institute of Technology, permet un contrôle précis des phonons à l'échelle nanométrique. Cette découverte pourrait apporter un éclairage nouveau sur la nature de la gravité, l'accélération des particules et la physique quantique.
Dans un article publié dans Nature Communications, les chercheurs expliquent comment ils parviennent à amener ces particules individuelles, animées d'un mouvement mécanique, à se comporter comme un laser.
Nick Vamivakas, professeur de physique optique titulaire de la chaire Marie C. Wilson et Joseph C. Wilson à l'Institut d'optique de l'Université de Rochester, et ses collaborateurs ont réalisé la première démonstration d'un laser à phonons en piégeant et en faisant léviter des phonons à l'aide d'une pince optique dans le vide en 2019. Cependant, pour que cette technologie soit exploitable pour des mesures d'une extrême précision, ils ont dû surmonter un obstacle majeur, commun aux lasers à photons et à phonons : le bruit, ou perturbations indésirables qui rendent la lecture précise d'un signal difficile.
« Bien qu'un laser apparaisse à l'œil nu comme un faisceau stable, il présente en réalité de nombreuses fluctuations, générant du bruit lors de mesures », explique Vamivakas. « En modulant l'intensité d'un laser à phonons à l'aide de lumière de manière appropriée, nous pouvons réduire considérablement ces fluctuations. »
Plus précisément, les chercheurs sont parvenus à réduire le bruit thermique intrinsèque du laser à phonons. Selon Vamivakas, cette réduction du bruit permet de mesurer l'accélération avec une précision supérieure aux techniques utilisant des lasers à photons ou des ondes radiofréquences.
Vamivakas envisage que les chercheurs utilisent le laser à phonons pour obtenir des mesures extrêmement précises de la gravité et d'autres forces, ce qui pourrait s'avérer crucial pour des applications telles que la navigation.
Les scientifiques envisagent des boussoles quantiques comme alternatives plus précises et « inviolables » au GPS, ne nécessitant pas de satellites. Vamivakas est curieux de voir si le laser à phonons pourrait constituer une étape vers de tels systèmes.
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RESUME
Une expérience quantique montre que les événements peuvent ne pas avoir d'ordre fixe.
Une expérience utilisant un commutateur quantique a démontré que l'ordre de deux événements peut exister en superposition, aucun événement ne se produisant définitivement avant l'autre. Les corrélations observées ont dépassé les limites classiques, indiquant qu'aucun modèle à variable cachée avec un ordre causal fixe ne peut expliquer les résultats. Ceci fournit une preuve solide de l'existence d'un ordre causal indéfini dans les systèmes quantiques.
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COMMENTAIRES
Ce résultat me semble tout à fait interessant commenter !!
Lorsque l'on descend a l'écheele des phénomès quantiques une certaine ''qualité de certitude'' se perd déjà grace au principe d 'incertitude de Werner Heisenberg ....Et a ceci il faut ajouter ce '' brouillard temporel '' dont parle l article et qui opacifie toute le principe de causalité que nous connaisson,s dans notre échelle de dimensions quotidiennes !! C 'est un résultat à développement philosophiquement ...
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Publication details
A two-mode thermomechanically squeezed phonon laser, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-70564-3
Journal information: Nature Communications
Key concepts
Optics & lasersQuasiparticles & collective excitations
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