2015: Экспериментальное наблюдение обобщенной оптомеханической связи и резонансного оптического охлаждения

Учеными физического факультета МГУ совместно с сотрудниками Института Гравитационной физики (Ганновер) и Университета им.Лейбница (Ганновер) впервые было продемонстрировано сильное оптическое охлаждение, основанное на диссипативной связи.

Оптомеханическое взаимодействие между светом и механическим движением зеркал оптических резонаторов, создаваемое силой светового давления, играет важную роль в экспериментах по исследованию применимости квантовой теории к макроскопическим объектам, а также в измерениях малых сил и механических смещений, в частности, в экспериментах по обнаружению гравитационных волн. Оно использовалось для оптического охлаждения механических осцилляторов до состояния, близкого к нулевому. Создаваемый этим взаимодействием эффект оптической жесткости предполагается использовать для повышения чувствительности детекторов гравитационных волн.

В работе, выполненной группы сотрудников Института Гравитационной физики (Ганновер), Университета им.Лейбница (Ганновер), и физического факультета МГУ, была исследована работа оптомеханической системы, состоящей из интерферометра Майкельсона и наномембраны из нитрида кремния в режиме обобщенной (дисперсионной + диссипативной) оптомеханической связи. Впервые было продемонстрировано сильное (до 110 мК) оптическое охлаждение, основанное на диссипативной связи. Полученные результаты открывают новые возможности для макроскопических квантовых измерений и для детектирования гравитационных волн.

Результаты данной работы былы опубликованы в статье: A.Sawadsky, H.Kaufer, R.M. Nia, S.P.Tarabrin, F.Ya.Khalili, K.Hammerer, and R.Schnabel, “Observation of Generalized Optomechanical Coupling and Cooling on Cavity Resonance”, Phys. Rev. Letters 114, 043601 (2015).