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量子研究人员设计出极其精确的声子激光器
新型激光器利用单个振动或声音粒子来测量量子力学和重力。
来源:罗切斯特大学激光器利用振动或声音的单个粒子来测量量子力学和重力。
激光在 20 世纪 60 年代发明后，为科学发现和日常应用（从杂货店的扫描仪到矫正眼科手术）开辟了新途径。传统激光器控制光子（光的单个粒子），但在过去 20 年里，科学家发明了控制其他基本粒子的激光器，包括声子（振动或声音的单个粒子）。控制声子可以为激光带来更多可能性，例如利用纠缠等独特的量子特性。
罗彻斯特大学和罗彻斯特理工学院的研究人员开发的新型压缩声子激光器可以在纳米级水平上对声子进行精确控制。这可以为引力、粒子加速和量子物理学的本质提供新的见解。在《自然通讯》的一篇论文中，研究人员描述了他们如何诱使这些机械运动的单个粒子表现得像激光一样。
罗彻斯特光学研究所的玛丽·C·威尔逊 (Marie C. Wilson) 和约瑟夫·C. 威尔逊 (Joseph C. Wilson) 光学物理学教授尼克·瓦米瓦卡斯 (Nick Vamivakas) 和他的合作者于 2019 年首次通过在真空中用光镊捕获和悬浮声子来演示声子激光器。但是，为了使这项技术可用于极其精确的测量，他们必须克服光子和声子激光器的一个基本障碍：噪声或使信号难以接收的不必要的干扰。准确地阅读。
“虽然激光在肉眼看来就像稳定的光束，但实际上存在很大的波动，当您使用激光进行测量时，这会导致噪音，”Vamivakas 说。 “通过以正确的方式用光推动和拉动声子激光器，我们可以显着减少声子激光器的波动。”