在光和物質(zhì)耦合中觀測量子位移
由萊斯大學科學家們領導的一個研究小組使用一種獨特的組合技術首次觀測到其他人僅推測但尚未觀測到的凝聚態(tài)物理學現(xiàn)象。這項研究可能有助于量子計算機的發(fā)展。 由萊斯大學的物理學家Junichiro Kono和研究生Xinwei Li領導的研究人員們觀察并測量了強耦合光與物質(zhì)中所謂的Bloch-Siegert漂移。 建模和實驗的復雜組合的結(jié)果是發(fā)表在Nature Photonics的一篇論文的主題。根據(jù)Kono的說法,這項技術可以讓人們更好地理解量子相變中的理論預測,因為萊斯實驗中使用的實驗參數(shù)是高度可調(diào)的。最終,他表示,這可能有助于開發(fā)高級計算的強大量子位。 一個簡化的示意圖顯示了萊斯大學實驗檢測強耦合的光與物質(zhì)中Bloch-Siegert漂移的基本思想。在該圖中,與軌道運動的電子相反方向旋轉(zhuǎn)的光場仍然與空腔中的電子相互作用,在示意圖中,所述空腔是兩個鏡子之間的空間。共振對反向旋轉(zhuǎn)元件的影響確定了漂移。圖片描述:Xinwei Li Bloch-Siegert漂移是一種誕生于20世紀40年代的理論,是一種反向旋轉(zhuǎn)場能夠相互作用的量子相互作用。但是這種相互作用很難被探測。 該理論暗示Kono和Li,當一個方向旋轉(zhuǎn)的光場與相反方向旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)束縛電子場強耦合時,可能檢測到這種偏移。如果沒有由萊斯領導的團隊組裝的獨特工具,這些相互作用就很難被證明。 “光和物質(zhì)在相反方向旋轉(zhuǎn)時不應該相互共振,” Kono說。“然而,在我們的案例中,我們證明他們?nèi)匀豢梢詮娏业伛詈匣蛳嗷プ饔,即使他們彼此沒有共振。” Kono和他的同事們創(chuàng)造了一個兩級電子系統(tǒng)中的共振頻移,該電子系統(tǒng)通過與腔內(nèi)的電磁場耦合而產(chǎn)生,即使電子和磁場在相反方向旋轉(zhuǎn) —— 這種真正令人驚訝的效果只在光和物質(zhì)混合在一起到極端的程度才發(fā)生。 在這種情況下,這些電平是在強的垂直磁場中的固體砷化鎵中的二維電子的電平。它們與腔中的“真空”電磁場雜交形成稱為‘極化子’的準粒子。預計這種真空物質(zhì)雜交會導致在與電子反向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光的光譜中出現(xiàn)有限的頻移(真空Bloch-Siegert漂移)。萊斯團隊現(xiàn)在可以測量它。 |