據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)消息，英美科學(xué)家構(gòu)造出一個高質(zhì)量空腔來容納一層超薄砷化鎵，并通過一個磁場調(diào)諧砷化鎵，使其同腔內(nèi)特定狀態(tài)的光發(fā)生共振，光和物質(zhì)耦合在一起，形成了偏振子（Polariton），這些偏振子像一個整體那樣行動。研究人員表示，這是他們迄今觀察到的最強的光—物質(zhì)耦合現(xiàn)象之一，有望促進(jìn)量子計算機和通信技術(shù)的發(fā)展。

研究人員在發(fā)表于近期《自然·物理》雜志上的論文中指出，砷化鎵由美國桑迪亞國家實驗室科學(xué)家采用分子束外延方法合成。帶領(lǐng)該研究的英國萊斯大學(xué)的小泉科諾（音譯）說：“光和物質(zhì)之間的耦合作用如此強烈，使光和物質(zhì)混合成介于兩者之間的物質(zhì)——偏振子。二者的相互作用也會出現(xiàn)光—物質(zhì)糾纏，這一點對量子應(yīng)用很重要。”

科學(xué)家們使用所謂的真空拉比分裂來測量光—物質(zhì)耦合的強度。研究人員李欣偉（音譯）稱：“在以前的空腔實驗中，99%的光—物質(zhì)耦合強度與所用光子能相比，幾乎可忽略不計。最新實驗中這個值為光子能的1/10，表明我們進(jìn)入了所謂的超強耦合領(lǐng)域。這一點至關(guān)重要，因為如果最終真空拉比分裂比光子能大，物質(zhì)會進(jìn)入一種新基態(tài)，這意味著我們能采用這一方法，誘導(dǎo)一種相變（物質(zhì)狀態(tài)間的變化，比如從冰到水再到水蒸氣），這對凝聚態(tài)物理學(xué)非常重要。”

小泉科諾解釋稱，進(jìn)入腔內(nèi)的太赫茲光很少，光—物質(zhì)耦合依靠的是真空漲落。從量子學(xué)角度而言，真空里并不是什么都沒有，而是充滿了不斷漲落的光子，它們擁有所謂的零點能，正是這些真空光子同腔內(nèi)的電子發(fā)生了共振。這屬于腔量子電動力學(xué)（QED）領(lǐng)域：腔增強了光，腔內(nèi)物質(zhì)能與真空場共振。固態(tài)QED的獨特之處在于，光會同大量電子相互作用，這些電子就像單個大原子。另外，為了提升QED的功效，光—物質(zhì)耦合越強越好。

(原標(biāo)題：光和物質(zhì)在空腔內(nèi)發(fā)生強耦合作用 有助量子計算機和通信技術(shù)發(fā)展）

 

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光和物質(zhì)在空腔內(nèi)發(fā)生強耦合作用

圖文簡介

帶領(lǐng)該研究的英國萊斯大學(xué)的小泉科諾（音譯）說：“光和物質(zhì)之間的耦合作用如此強烈，使光和物質(zhì)混合成介于兩者之間的物質(zhì)——偏振子。”科學(xué)家們使用所謂的真空拉比分裂來測量光—物質(zhì)耦合的強度。”　　小泉科諾解釋稱，進(jìn)入腔內(nèi)的太赫茲光很少，光—物質(zhì)耦合依靠的是真空漲落。