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强烈的互动产生了光与声之间的舞蹈

微小玻璃结构中的轻微和高频声波可以强烈地相互耦合并逐步进行舞蹈。

来自伦敦帝国理工学院,牛津大学和国家物理实验室的一组研究人员已经实验性地实现了长期目标,以展示轻微和高频声学振动之间的所谓“强耦合机制”。

该团队的研究将对经典和量子信息处理产生影响,甚至可以在大规模上测试量子力学。他们的研究细节今天发表在Optica杂志上。

该团队研究的核心是“低语 - 模式共振”,其中光线在上图所示的小圆形玻璃结构表面周围反弹很多次。

这种现象的名字来源于十九世纪在圣保罗大教堂观察到的效果,人们可以沿着圆形画廊大楼的墙壁低语,并在另一侧听到。

“令人着迷的是,这些玻璃环谐振器可以储存过量的光,可以”摇动“材料中的分子并产生声波,”该项目的共同作者,国家物理实验室的Pascal Del'Haye博士说。

当光围绕玻璃结构的圆周循环时,它与11GHz声振动相互作用,导致光沿相反方向散射。这种相互作用允许能量以一定的速率在光和声之间交换。然而,由于类似摩擦的过程,光场和声场都会衰减,从而阻止两者分步跳舞。

该团队通过利用两个这样的回音壁模式共振来克服这一挑战,并实现了比这些类似摩擦的过程更大的耦合率,从而可以观察到轻音舞蹈的特征。

该项目的主要作者,牛津大学的Georg Enzian说:“实现这种强耦合制度对我们来说是一个激动人心的时刻。”该项目的合着者,伦敦帝国理工学院教务长Ian Walmsley教授说:“我对这个新实验平台的近期和长期前景感到兴奋。”

展望未来,该团队正在准备下一代这些实验,这些实验将在接近绝对零度的温度下运行。“这将使高灵敏度的量子力学行为得以探索和利用,用于量子技术的发展,”该项目的首席研究员,伦敦帝国理工学院量子测量实验室的Michael Vanner博士说。

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