HUMOR Heisenberg Uncertainty Measured with Opto-mechanical Resonator

Completata prima fase Analisi dati completata e validata Modello esteso per comprendere la dissipazione Risultati pubblicati

- A macroscopic mechanical oscillator really behaves as quantum oscillator (recent experimental verification in cooled micro-oscillators) - Quantum gravity effects could be linked to ‘really quantum’ properties, i.e., to quantum coherence (recent proposals) Sviluppi previsti Test su oscillatori raffreddati fino allo stato fondamentale

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto  Fabbricazione di membrane col DRIE  Integrazione delle membrane in sistemi di isolamento fabbricati da SOI  Membrane con cristallo fotonico, altamente riflettenti

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto Fabbricazione di membrane col DRIE  Integrazione delle membrane in sistemi di isolamento fabbricati da SOI  Membrane con cristallo fotonico, altamente riflettenti

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto Fabbricazione di membrane col DRIE  Integrazione delle membrane in sistemi di isolamento fabbricati da SOI  Membrane con cristallo fotonico, altamente riflettenti

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto Fabbricazione di membrane col DRIE  Integrazione delle membrane in sistemi di isolamento fabbricati da SOI  Membrane con cristallo fotonico, altamente riflettenti

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto  Criostato a basso rumore meccanico  Cavità ottica con movimentazioni criogeniche  Realizzazione test di schema di misura (membrana in cavità + misura nel transiente dopo il raffreddamento ottico)

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto  Criostato a basso rumore meccanico  Cavità ottica con movimentazioni criogeniche  Realizzazione test di schema di misura (membrana in cavità + misura nel transiente dopo il raffreddamento ottico)

Raffreddamento Test meccanici Eccitazione sulla canna e misura con interferometro Michelson

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto  Criostato a basso rumore meccanico  Cavità ottica con movimentazioni criogeniche  Realizzazione test di schema di misura (membrana in cavità + misura nel transiente dopo il raffreddamento ottico)

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes Progettazione e fabbricazione di oscillatori Messa a punto di un apparato sperimentale evoluto  Criostato a basso rumore meccanico  Cavità ottica con movimentazioni criogeniche  Realizzazione test di schema di misura (membrana in cavità + misura nel transiente dopo il raffreddamento ottico)

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes

… toward a quantum mechanical oscillator (quantum fluctuations prevail over thermal fluctuations)  nanoparticle trapped in optical potential  SiN nano-membranes

Nano-particelle in potenziale ottico  Sfera di dielettrico trasparente (SiO 2 )  Diametro ca 100nm <  F   E 2  potenziale ottico di dipolo (intrappolamento nel fuoco)  Moto oscillatorio nel potenziale  Raffreddamento parametrico, oppure ottico con la particella in cavità Fabry-Perot e laser disaccordato nel rosso

Nano-particelle in potenziale ottico  Non si studia un modo elastico, ma il moto del c.m. di una ‘particella’  Niente dissipazione meccanica  Piccola massa (  kg)  Guadagno opto-meccanico basso  Potenziale molto non-lineare, ma molto ben modellizzabile

UCL Londra Vienna IFCO Barcellona Southampton

Others on gravity + macro quantum oscillator

 Produzione da particelle in soluzione, con iniettore a ultrasuoni, a pressione atmosferica. Intrappolamento nel fuoco di un fascio.  Pompaggio fino a qualche mbar. Eventuale accensione di stabilizzazione parametrica.  Pompaggio fino a mbar. Trasferimento in camera da alto vuoto.  Posizionamento in cavità Fabry-Perot. Raffreddamento ottico. Pompaggio fino a <10 -7 mbar. PREPARAZIONE

 Misura secondo lo schema HUMOR: eccitazione e misura della frequenza di oscillazione vs ampiezza. Ricerca di eventuale deviazione dal comportamento previsto nel potenziale ottico.  Ricerca di altri effetti di gravità quantistica nelle caratteristiche (indicatori stazionari e dinamici) della funzione d’onda. MISURA