世界上最轻的光学镜面诞生!由几百个原子组成

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世界上最轻的光学镜面诞生!由几百个原子组成 https://www./ruanjian/xitong/1178.html
  • 软件大小:1.08MB
  • 更新时间:2020-08-072011-03-04 10:35
  • 软件语言:简体中文
  • 软件授权:免费软件
  • 软件厂商:威盘网
  • 软件类别:其它工具
软件官网:官方网站
应用平台:Win2K,WinXP,Win2003,Vista,Win7
软件评分:8.9
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基本简介

马克斯·普朗克量子光学钻研所(MPQ)的物理学家们成功地制造出了仅由约200个原子的单分子层形成的光学镜子——它是天下上最轻的反射镜面。

这种新型的超异材料是由一个只有几百个相同原子的单层布局构成的。原子排列在由过问激光束形成的二维光学晶格阵列中。

该钻研结果是在原子有序亚波长量子光学这一近来才呈现的新领域中首次进行的实验察看。到今朝为止,这款镜子是环球无双的!钻研结果颁发在2020年7月15日的《自然》(Nature)杂志上。

平日,镜子使用高度抛光的金属外面或特殊涂层的光学镜片,以供给更轻质的机能。但MPQ的物理学家们现在首次证实,纵然是由几百个原子组成的单一布局层也能形成一壁光学镜子,使之成为人们所能想到的最轻的一壁镜子。这种新镜子只有几十纳米薄,比人类头发丝的宽度还要薄1000倍。然而,它的反射是如斯强烈,以致可以被人类的眼睛察看到。

镜子背后的机器装配

这种镜子用二维排列的相同原子来事情。它们以一种规则的模式排列,间距小于原子的光学跃迁波长——这是超材料的范例和需要的特性。

超材料是人工设计的布局,具有异常特殊的性子,而这些性子在自然情况中很少被发明。它们的特点不是由它们所应用的材料得到的,而是由它们被设计的特定布局得到的。

这种新型光学镜的特点——规则图案和亚波长间距(subwavelength spacing)——以及它们之间的互相感化是其背后的两个关键道理。首先,规则的图案和原子的亚波长间距都抑制了光的漫射散射,将反射束成单向稳定的光束。其次,因为原子之间的间隔相对较近且离散,入射光子在被反射之前可以在原子之间多次往返反弹。在这两种效应的结合下,光的被抑制散射和光子的反弹,导致了“对外部场的增强相助相应”,在这种环境下意味着——它可以孕育发生异常强烈的反射。

打造更高效的量子器件

直径约7微米的镜子本身异常小,远远越过了视觉识别范围。然而,制造这种装配的装配是伟大年夜的。与其他量子光学实验完全一样,它有跨越一千个光学元件,重约两吨。这种新颖的材料大概不会影响人们日常应用的那些老例意义上的镜子,但它在另一方面的科学影响却可能是异常深远的:

“结果让我们异常愉快。在范例的稀疏整体合奏中,在我们的系统中起紧张感化的原子之间的光子介导的相关性在传统量子光学理论中平日被轻忽。另一方面,将超低温原子加载到光学晶格中所形成的有序原子阵列,主要用于钻研凝聚态模型的量子模拟。但现在它也变成了一个钻研新的量子光学征象的强大年夜平台。”该论文的第一作者、博士后钻研员Jun Rui解释说。

沿着这条线索进行进一步的钻研,可以加深对光与物质互相感化的量子理论的基础理解,使用光子的多体物理,并使更高效的量子器件的工程成为可能。

“许多新的令人愉快的时机已经被打开,例如一个有趣的措施来钻研量子光学力学,这是一个赓续增长的领域,并有助于钻研机器设备中光的量子性子。或者,我们的事情也可以赞助创造更好的量子影象,以致是建立一个量子可切换光学镜子。”博士钻研员和论文第二作者David Wei表示。“这对量子信息处置惩罚来说无疑是异常有趣的进步。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文滥觞:https://scitechdaily.com/the-worlds-lightest-mirror-physicists-engineer-optical-mirror-made-of-only-a-few-hundred-atoms/

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