在真空中悬浮粒子
高精度操作和测量这些物体的平移和旋转的能力产生了新的实验平台，为基础和应用研究提供了独特的机会。
举几个例子，悬浮物体对外力和加速度的高度敏感，正在推动传感器的发展和新物理的探索，以及对影响这些粒子运动的摩擦力和力的完全控制和对随机热力学假说的检验。此外，通过创造超高真空，可以将摩擦和噪音降低到基本最小，这不仅为量子传感和探测铺平了道路，也为探索迄今尚未探索的质量态下的宏观量子叠加铺平了道路。奥地利科学院量子光学与量子信息研究所和因斯布鲁克大学理论物理系的Oriol Romero-Isart说。
冷却到量子基态
2010首次提出量子光学技术，是利用光腔将悬浮纳米粒子的运动冷却到量子态的方法。从那时起，这些建议通过实验得到了发展，并通过实现基于光、电和磁的控制机制得到了补充。到目前为止，基于光腔和主动反馈的冷却方案已经成功地将悬浮在介质中的纳米粒子的运动冷却到量子基态，为尚未探索的量子物理开辟了道路。
物理学、材料科学和传感器
纳米物体悬浮在高真空中，提供了以前无法实现的与环境的隔离，为研究和应用提供了新的机会。卡洛斯·冈萨雷斯-巴勒斯卓(Carlos gonzalez-Balestro)解释说:“目前的工具箱允许任何种类的纳米物体通过光学、电学和磁学相互作用被悬浮和控制，包括磁体、金属、具有色心的钻石、石墨烯、液滴，甚至超流氦。”因斯布鲁克大学理论物理系博士后研究员。“这些相互作用还提供了一种将内部自由度(如声子、磁子和激子)与控制良好的外部自由度(平移和旋转)相耦合的方法。”
悬浮系统是材料科学的洁净试验台，可以在极端条件下检测甚至设计物质。此外，悬浮系统是研究非平衡物理的理想平台。将控制扩展到悬浮粒子的所有自由度可以减少噪声源和退相干。它将打开宏观量子物理新领域的大门(如制备由数十亿个原子组成的物体的宏观量子叠加)，探索未探索领域的弱力(如暗物质模型预测的弱力)。最后，悬浮系统在超灵敏力检测中的应用也为商业传感应用带来了机会，包括重力仪、压力传感器、惯性力传感器和电/磁场传感器。
更多信息:卡洛斯·贡萨雷斯-巴列斯特罗等，悬浮动力学:真空中微型物体的悬浮和控制，科学(2021)。DOI:10.1126/science . abg 3027 . www . science . org/DOI/