真空中光阱微球的毫开尔文冷却

广义相对论与量子力学之间的明显冲突仍然是物理世界未解之谜之一。根据近期理论，这种冲突导致了“薛定谔猫”（宏观可观测量的量子叠加态）的引力诱导量子态约化。近年来，在将微机械谐振器冷却至其量子力学基态方面取得了巨大进展。这项工作是在实验室中创造薛定谔猫并研究其因退相干而破坏的重要一步。因此，对引力诱导态约化情景的直接测试可能指日可待。然而，最近的一项分析表明，对于迄今为止报告的所有系统，量子叠加态在引力态约化生效之前很久就被环境退相干破坏了。在此，我们报告了在真空中以高振荡频率光阱捕获玻璃微球，并将其质心运动从室温冷却至最低 1.5 mK 的温度。这个新系统消除了夹紧悬臂固有的物理接触，并允许从室温进行基态冷却。冷却后，可以关闭光阱，使微球在真空中自由下落。在自由下落期间，不存在光散射和其他环境退相干源，因此该系统是研究引力态约化的理想选择。真空中冷却的光阱物体也可用于在小尺度上搜索非牛顿引力、测量单个空气分子的撞击，甚至产生生物体的薛定谔猫。