นักฟิสิกส์ในห้องปฏิบัติการอุณหภูมิต่ําของมหาวิทยาลัยอัลโตได้แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้ออสซิลเลเตอร์นาโนเชิงกลในการตรวจจับและขยายคลื่นวิทยุหรือไมโครเวฟที่อ่อนแอได้อย่างไร

การวัดโดยใช้อุปกรณ์ขนาดเล็กที่คล้ายกับสายกีตาร์ขนาดเล็กสามารถทําได้โดยมีการรบกวนน้อยที่สุด ผลการวิจัยเพิ่งได้รับการตีพิมพ์ในเวทีวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดวารสาร Nature ของอังกฤษ

นักวิจัยทําให้ออสซิลเลเตอร์นาโนเมคคานิกส์เย็นลง ซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์เป็นพันเท่า ให้เหลืออุณหภูมิต่ําใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ที่ -273 องศาเซลเซียส ภายใต้สภาวะที่รุนแรงเช่นนี้แม้แต่วัตถุที่มีขนาดเกือบมหภาคก็เป็นไปตามกฎของฟิสิกส์ควอนตัมซึ่งมักขัดแย้งกับสามัญสํานึก ในการทดลองในห้องปฏิบัติการอุณหภูมิต่ําอะตอมเกือบพันล้านอะตอมที่ประกอบด้วยเครื่องสะท้อนนาโนเชิงกลกําลังสั่นในสถานะควอนตัมที่ใช้ร่วมกัน

นักวิทยาศาสตร์ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์โดยสัมผัสกับเครื่องสะท้อนโพรงตัวนํายิ่งยวด ซึ่งแลกเปลี่ยนพลังงานกับเครื่องสะท้อนนาโนเชิงกล สิ่งนี้ทําให้สามารถขยายการเคลื่อนไหวที่สะท้อนได้ สิ่งนี้คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในกีตาร์มาก ซึ่งสายและห้องเสียงสะท้อนที่ความถี่เดียวกัน แทนที่จะเป็นนักดนตรีที่เล่นสายกีตาร์ แหล่งพลังงานมาจากเลเซอร์ไมโครเวฟ

ไมโครเวฟถูกขยายโดยปฏิสัมพันธ์ของการสั่นควอนตัม
นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการอุณหภูมิต่ํา มหาวิทยาลัย Aalto ได้แสดงให้เห็นถึงวิธีการตรวจจับและขยายสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าแทบจะไม่มีเสียงรบกวนโดยใช้สายกีตาร์เหมือนลวดสั่นเชิงกล ในกรณีที่เหมาะวิธีการจะเพิ่มเฉพาะปริมาณสัญญาณรบกวนขั้นต่ําที่จําเป็นโดยกลศาสตร์ควอนตัม

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในปัจจุบันเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและมีเสียงดัง และทํางานห่างไกลจากขีดจํากัดการรบกวนพื้นฐานที่กําหนดโดยฟิสิกส์ควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ของห้องปฏิบัติการอุณหภูมิต่ําแสดงให้เห็นว่าการใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนที่ของเรโซแนนซ์ควอนตัมรังสีไมโครเวฟที่ฉีดเข้าไปสามารถขยายได้โดยมีการรบกวนเพียงเล็กน้อย หลักการนี้จึงช่วยให้สามารถตรวจจับสัญญาณที่อ่อนแอกว่าปกติได้มาก

วิธีการวัดหรืออุปกรณ์ใด ๆ มักจะเพิ่มความวุ่นวาย ตามหลักการแล้วเสียงทั้งหมดเกิดจากความผันผวนของสุญญากาศที่คาดการณ์โดยกลศาสตร์ควอนตัม ในทางทฤษฎีหลักการของเราถึงขีดจํากัดพื้นฐานนี้ ในการทดลอง เราเข้าใกล้ขีดจํากัดนี้มาก ดร. ฟรานเชสโก มาสเซลกล่าว
การค้นพบนี้ค่อนข้างคาดไม่ถึง เราตั้งเป้าที่จะทําให้เครื่องสะท้อนเสียงนาโนกลไกเย็นลงสู่สถานะพื้นควอนตัม การระบายความร้อนควรแสดงออกเป็นการอ่อนตัวลงของสัญญาณโพรบซึ่งเราสังเกตเห็น แต่เมื่อเราเปลี่ยนความถี่ของเลเซอร์ไมโครเวฟเล็กน้อยเราเห็นสัญญาณโพรบเพื่อเสริมความแข็งแกร่งอย่างมาก เราได้สร้าง จํากัด ควอนตัม ส่วนประกอบท่อนําคลื่นนักวิจัย Academy Mika Sillanpää ผู้วางแผนโครงการและทําการวัดกล่าว
แอปพลิเคชั่นในชีวิตจริงบางอย่างจะได้รับประโยชน์จากแอมพลิฟายเออร์ที่ดีกว่า โดยใช้วิธี Aalto ใหม่ แต่การไปถึงขั้นตอนนี้ต้องใช้ความพยายามในการวิจัยมากขึ้น เป็นไปได้มากว่าเครื่องขยายเสียงไมโครเวฟแบบกลไกจะถูกนําไปใช้ครั้งแรกในการวิจัยพื้นฐานที่เกี่ยวข้องซึ่งจะขยายความรู้ของเราเกี่ยวกับเส้นขอบระหว่างโลกในชีวิตประจําวันและอาณาจักรควอนตัม

ตามที่นักวิจัยของ Academy Tero Heikkilä ความงามของแอมพลิฟายเออร์อยู่ที่ความเรียบง่าย: ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์คู่สองตัว ดังนั้นวิธีการเดียวกันนี้จึงสามารถรับรู้ได้ในสื่อใด ๆ โดยพื้นฐานแล้ว ด้วยการใช้โครงสร้างที่แตกต่างกันของโพรงเราสามารถตรวจจับรังสีเทราเฮิรตซ์ซึ่งจะเป็นการใช้งานหลักเช่นกัน

การวิจัยดําเนินการในห้องปฏิบัติการอุณหภูมิต่ําซึ่งเป็นของคณะวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยอัลโตและเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์ความเป็นเลิศในปรากฏการณ์ควอนตัมอุณหภูมิต่ําและอุปกรณ์ของสถาบันฟินแลนด์ อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย VTT Nanotechnologies และไมโครซิสเต็มส์ การวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนจาก Finnish Academy, European Research Council ERC และสหภาพยุโรป