光镊将诺贝尔概念推向新方向

马博琳
导读33年前,阿瑟阿什金展示了聚焦非常紧密的激光束是如何吸引微小粒子的。当激光束移动时,粒子会随之移动,并停留在阿什金创建的“光镊”的焦

33年前,阿瑟阿什金展示了聚焦非常紧密的激光束是如何吸引微小粒子的。当激光束移动时,粒子会随之移动,并停留在阿什金创建的“光镊”的焦点上。

这一发现为阿什金赢得了2018年诺贝尔物理学奖的一部分,后来以各种方式得到了应用。例如,研究人员使用光镊来捕获和分类受感染的健康细胞。

现在,罗切斯特大学和罗切斯特理工学院的科学家们发现了另一种用途,它可以揭示激光的基本特性,并可能导致更好的传感器和其他设备。

在《自然光子学》的一篇论文中,他们描述了在真空中用光镊捕获纳米粒子大小的二氧化硅珠。珠子的振荡由声子组成——振动能量的基本单位。此外,珠子会散射一些激光。通过测量散射光,研究人员可以改变珠子振荡的方式,并增加声子中的测量能量输出。

“如果我们做得对,我们可以引起振荡,从一个振幅开始,越来越大,直到我们开始显示出类似于我们打开普通光学激光器时看到的机械运动。实验室,”论文合著者、罗切斯特量子光学和量子物理学副教授尼克瓦米瓦卡斯说。他也是资助这项研究的300万美元多校区海军研究办公室的首席研究员。

因为镊子在真空中操作,“我们可以以一种非常可控的方式模拟光学激光器的动力学,”瓦米瓦卡斯说。"这将使我们能够以其他任何方式都无法做到的方式来了解激光."

此外,由于镊子可以精确测量纳米尺度的粒子,Vamivakas希望它可以用来测试量子力学的一些基本理论的有效性,例如量子波函数坍缩。

瓦米瓦卡斯表示,他的实验室仍在探索可能由新镊子引起的可能的实际应用——如传感器和加速度计。“这就像是第一次发现了激光,”瓦米瓦卡斯说。“没有人知道激光的实际用途。在这一点上,论证很重要。”

这项研究是瓦米瓦卡斯对光镊的探索的延续,他在2011年抵达罗切斯特大学后不久就开始了这项研究。例如,四年前,他的实验室第一次真正悬浮在单个纳米钻石上。

来自西北大学、耶鲁大学、马里兰大学、罗彻斯特理工学院和华盛顿大学的研究人员也在合作,作为300万美元资助的一部分。它是2018财年ONR基础研究挑战的一部分,使用悬浮光力学来更好地了解量子和统计力学以及热力学,这可能应用于信息处理,高分辨率传感和改进的计量学。

标签:

免责声明:本文由用户自主上传,版权归原作者所有,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢您的支持与理解。