Уявіть, що ви піднімаєте червоний кров’яний тільце на один нанометр вгору. Стільки енергії — приблизно один зептоджоуль — тепер здатен зафіксувати новий квантовий сенсор, створений командою з фінського Університету Аалто. Це менше, ніж трильйонна частка мільярдної частки джоуля — цифра, яка ламає уявлення про межі вимірювань.
Результати дослідження опубліковані у журналі Nature Electronics 20 травня 2026 року.
Як це працює
Секрет — у калориметрі, який поєднує два типи металів. Надпровідники пропускають електрику без жодного опору, тоді як звичайні провідники цей опір створюють. Коли така комбінація працює в ультрахолодних умовах, надпровідність стає неймовірно крихкою: найменший підйом температури — і система реагує миттєво.
«Саме ця крихкість робить налаштування таким чутливим», — пояснює Академік Мікко Мьоттонен, керівник дослідження та співзасновник квантового комп’ютерного єдинорога IQM.
Ця комбінація металів робить надпровідність настільки крихким явищем, що вона послаблюється миттєво, щойно температура в ультрахолодному провіднику хоч трохи зростає. Саме тому налаштування стає таким чутливим.
Після ретельної фільтрації сигналу команда зафіксувала електромагнітний імпульс величиною всього 0,83 зептоджоуля. Перший випадок, коли калориметричний прилад досяг такої чутливості.
Що це дає
Технологія відкриває одразу кілька перспектив. По-перше — лічба окремих фотонів, давня мета квантової фізики та астрофізики. По-друге — пошук аксіонів, гіпотетичних частинок темної матерії, які можуть прилетіти з космосу в будь-який момент.
«Ми хочемо, щоб ця система могла вимірювати сигнал, який надходить у довільний момент часу», — зазначає Мьоттонен. — «Це важливо, наприклад, для виявлення аксіонів темної матерії з космосу, коли ви не знаєте, коли саме вони можуть досягти вашої системи».
А ще — квантові комп’ютери. Калориметр працює при тих самих мілікельвінних температурах, що й кубіти. Не потрібно піднімати температуру чи посилювати сигнал, щоб зняти показання. Менше перешкод — точніший результат.
Дослідження виконано на базі OtaNano — національної інфраструктури Фінляндії з нано-, мікро- та квантових технологій. Фінансування надала ініціатива Future Makers за підтримки Фонду Джейн та Аатос Еркко та Столичного фонду технологічних галузей Фінляндії.
Кожен такий крок наближає нас до розуміння всесвіту на рівні, який ще недавно здавався недосяжним. І хто знає — можливо, саме цей сенсор першим зафіксує частинку, що розкриє природу темної матерії.
Про автора
