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研究团队首次在二维方向上，将悬浮纳米转子的转动冷却至量子基态，完成转动取向的量子极限控制，相关成果发表于《自然・物理学》杂志。团队利用激光在超高真空环境中捕获二氧化硅纳米颗粒，使其成为谐振子，当温度降至仅比绝对零度高万分之一摄氏度时，能量在离散量子能级间跃迁，最低能级即量子基态。此前仅能在单一方向实现转动控制，此次首次在两个转动方向同时实现冷却。实验使用「纳米哑铃」结构作为转子，最终转动能量冷却至量子基态，取向不确定性接近理论极限。该成果为开展转动自由度物质波干涉实验、开发超高灵敏量子力矩传感器奠定基础，有望用于基础物理研究和精密测量领域。