量子力学的“新剧”：光声“共舞”交换能量学术资讯

scienceblog.com网站12月26日报道，《光学》杂志刊载的论文称，英国伦敦帝国学院(Imperial College London)、牛津大学(University of Oxford)和国家物理实验室(National Physical Laboratory)的研究人员已经证实，光与高频声波振动之间存在“强耦合机制”。这将对量子信息处理和量子力学研究产生巨大影响。

该团队研究的核心是“低语画廊模式下的共振”，即光线在一个微小的圆形玻璃结构表面多次反射。这一现象得名于19世纪圣保罗大教堂(St Paul’s cathedral)的神奇耳语效果。在圣保罗大教堂中，人们在圆形画廊大楼墙壁下的窃窃私语，另一侧的人也能听到。论文合著者、国家物理实验室的帕斯卡尔•德尔•海耶博士（音译）说：“这种玻璃环形谐振器能储存很多光，光能使材料中的分子产生‘振动’，并产生声波。”当光在玻璃结构的圆周上循环时，由于它与11 GHz的声波振动有相互作用，导致光向反方向散射。这种相互作用使光和声能以一定的速率交换能量。然而，光场和声场都将由于类摩擦过程而衰减，因而无法观察到两者同步起舞。研究人员利用两个同样的低语画廊模式的共振攻克了这个难题，并获得了比类摩擦过程更高的耦合速率，最终得以观察到声光舞蹈的特征。

论文第一作者、牛津大学的格奥尔格恩兹安(音译)认为，实现光声强耦合机制令人激动。接下来，研究小组正在筹备在接近绝对零度下进行的实验。项目首席研究员、伦敦帝国理工学院量子测量实验室的迈克尔•凡纳（音译）博士说：“这将使人们能够探索和利用高度敏感的量子力学行为，量子技术的发展也将因此受益匪浅。”

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编译：德克斯特

审稿：三水

责编：唐林芳

期刊来源：《光学》

期刊编号：2334-2536

原文链接：

https://scienceblog.com/504969/strong-interactions-produce-a-dance-between-light-and-sound/