Фізики з Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі та Каліфорнійського університету зафіксували найслабшу силу з коли-небудь виміряних — лише 42 йоктоньютона. Це еквівалентно впливу, який у мільярди разів слабший за вагу порошинки. Експеримент наблизив учених до фундаментального бар'єра точності, відомого як стандартна квантова межа.
В основі вимірювання лежав механічний осцилятор з 1200 атомів рубідію, охолоджених майже до абсолютного нуля. Хмару атомів утримували в оптичній пастці з лазерних пучків. Зовнішню силу прикладали модуляцією одного з лазерів, а відгук реєстрували зондом. Така конструкція дозволила ізолювати систему від зовнішнього шуму та звести до мінімуму зворотний вплив вимірювання на сам осцилятор.
Стандартна квантова межа виникає з принципу невизначеності Гейзенберга: саме вимірювання неминуче збурює об'єкт. У звичайних приладах це створює «зворотний флуктуаційний вплив», який маскує слабкі сигнали. Каліфорнійська команда подолала частину цього бар'єра, використавши лише 1200 атомів і лазерну ізоляцію, що дало чутливість у чотири рази вищу за попередні рекорди.
Досягнення відкриває шлях до точнішого детектування гравітаційних хвиль — тих самих «брижів» простору-часу, передбачених Ейнштейном. Сучасні інтерферометри поки не можуть упевнено реєструвати найслабші сигнали від раннього Всесвіту. Нова чутливість здатна змінити ситуацію.
Автори зазначають, що подальше вдосконалення оптичного детектора дозволить підійти ще ближче до теоретичної межі. Теоретики передбачили можливість такого вимірювання ще в 1980 році, але реальний експеримент потребував тридцяти додаткових років.
Роботу опубліковано в журналі Science, і вона показує, що квантові обмеження не абсолютні — їх можна обходити за допомогою витончених інженерних рішень.
