罗切斯特大学开发出新型压缩声子激光器

2019年时,尼克·瓦米瓦卡斯和玛丽·C·威尔逊就在罗切斯特大学演示了声子激光器的雏形,他们利用光镊在真空中把振动给捕获并悬浮了起来。虽然当时有了重大突破,但这系统想要用于精密测量,还得解决一个问题:噪声。如果这些不必要的波动把信号给干扰了,精度就会受限。尼克·瓦米瓦卡斯觉得,虽说肉眼看激光挺稳定,但它实际上波动很大,用它去测量就容易出错。要把噪声给降下来,就得找一种叫压缩的技术。这种方法是利用光去推拉声子激光器,能让这些振动的波动变小。根据尼克·瓦米瓦卡斯的说法,用这种办法测量加速度,比用传统光激光器或者射频技术都要准。 最近2023年有报道说,《科学美国人》指出了声子激光器在材料科学、量子计算和精密测量方面的应用潜力。2019年到2023年之间,科学家们开发出了一种新的压缩声子激光器。这个新型设备可以在纳米尺度上精确控制那些微小的振动。尼克·瓦米瓦卡斯的团队把这研究成果给刊登在了《自然·通讯》(Nature Communications)上面。论文里详细讲了他们是怎么引导这些振动以一种协调的、类似激光的方式运作起来的。 尼克·瓦米瓦卡斯和玛丽·C·威尔逊都是罗切斯特大学光学研究所的教授。他们给大家提供了一张图片:罗切斯特大学的J. Adam Fenster展示了他们实验室的工作情况。从60年代激光器被发明以来,它已经改变了科学和生活。以前人们用控制光子来工作,后来研究人员把这个概念扩展到了声子上。声子是振动或者声音的微小单元。如果掌握了声子技术,就能获得像纠缠这样不寻常的量子效应。 这次研究还得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的支持。尼克·瓦米瓦卡斯说:“把声子激光器中的热噪声给降低了,就能让测量变得更准确。” 这项技术可能在导航系统中发挥重要作用。研究人员已经提出了量子罗盘的概念,它可以作为高精度、不受干扰的GPS替代品。要是不依赖卫星的话,量子罗盘就需要很精确的工具来帮忙实现。这种新型的压缩声子激光器就给这些概念带来了希望。 罗切斯特理工学院和罗切斯特大学的科学家们现在开发出了一种新型的压缩声子激光器。他们发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上的研究结果描述了他们如何引导这些微小的振动以协调的、类似激光的方式运作。尼克·瓦米瓦卡斯(Nick Vamivakas)说:“通过以正确的方式用光推拉声子激光器,我们可以显着减少声子激光器的波动。”