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科学家在冷却光纤中的声波方面取得了巨大的飞跃

2024-02-20 09:56:39  来源:激光网原创    

在一项突破性的成就中,斯蒂勒研究小组的研究人员已经实现了光纤中声波的显着冷却,使它们接近量子基态。通过激光冷却和受激布里渊散射降低热噪声,这一突破为弥合经典力学和量子力学之间的差距铺平了道路。

我们可以将这一成就描述为在量子水平上操纵声波的非凡壮举,而不是使用直接引用。研究人员成功地将光纤中的声波从室温冷却了219 K,与之前的报道相比提高了十倍。温度降低到惊人的 74 K,相当于 -194 摄氏度。

温度显著下降的关键是激光。通过受激布里渊散射,声波与光波有效耦合,导致声振动冷却。这个过程消除了热噪声,热噪声会干扰量子通信系统。

这一成就对量子通信和技术具有重要意义。与以前的微观平台不同,研究人员证明玻璃纤维可以在更长的距离上传导光和声音。在这个实验中,一根 50 厘米的光纤冷却了跨越其整个长度的声波。这些长声子的操纵为量子技术中的宽带应用带来了可能性。

从量子力学的角度来看,声音既可以理解为密度波,也可以理解为称为声子的粒子。声音从经典行为到量子行为的转变在量子基态中更为明显,其中声子的数量接近于零。通过达到这种状态,研究人员可以探索物质的基本性质,并更深入地了解量子世界。

研究小组对他们的发现的潜在影响感到兴奋。它们不仅为物质的本质提供了新的视角,而且还为量子通信和未来技术带来了希望。正如量子光声学小组负责人Birgit Stiller博士所说,“这为新的实验领域打开了大门,使我们能够更深入地了解物质的基本性质。

综上所述,实现光纤中声波向量子基态的冷却是一个重大突破。它不仅降低了热噪声,而且还连接了经典力学和量子力学。长声声子的操纵为量子技术的未来应用开辟了可能性,使我们离利用量子世界的力量更近了一步。

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