研究人员用金属纳米结构重新安排光子分布以创造奇特的光源

2021年08月30日 20:06 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

几十年来,学者们一直认为玻色子的量子统计特性在质子系统中得到了保留,因此不会产生不同形式的光。这个迅速发展的研究领域集中在光的量子特性和它与物质在纳米级的相互作用。在光子和质子散射介导的光-物质相互作用中保留非经典关联的可能性的实验工作的刺激下,人们认为类似的动力学是定义光源性质的量子波动的保护基础。

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利用纳米级系统创造奇异形式的光的可能性可以为下一代量子设备铺平道路。它也可以构成一个探索新的量子现象的新平台。

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在《自然-通讯》上发表的新发现中,来自路易斯安那州立大学(LSU)和四所合作大学的研究人员通过展示金属纳米结构产生不同形式的光的潜力,介绍了一个改变量子质子学范式的发现。

新发表的论文《观察等离子体系统的量子统计的变化》,由来自亨茨维尔阿拉巴马大学、蒙特雷科技大学、墨西哥国立自治大学和伊萨帕拉帕自治大学的合作者撰写,证明了多粒子系统的量子统计在等离子体平台上并不总是被保留,它还描述了对修改后的量子统计的首次观察。

主要作者,LSU博士后研究员Chenglong You和LSU研究生Mingyuan Hong表明,光学近场提供了额外的散射路径,可以诱发复杂的多粒子相互作用。

"我们的发现揭开了利用多粒子散射对量子质子系统进行精致控制的可能性,"You说。"这一结果重新引导了量子质子学领域的一个旧范式,在我们的发现中所揭示的基本物理学将使人们更好地理解质子系统的量子特性,并揭开对量子多粒子系统进行控制的新路径。"

LSU的实验性量子光子学小组为新发现所进行的研究是在助理教授Omar Magaña-Loaiza的量子光子学实验室进行的。

Hong说:"我们用金作为材料设计了金属纳米结构,以产生不同种类的光,纳米级平台利用耗散性质子近场来诱导和控制光子的多体系统中的复杂相互作用。这种能力使我们能够随意控制多光子系统的量子波动。"

具有不同量子力学特性的工程光的可能性对多种量子技术有巨大影响。Magaña-Loaiza说:"例如,平台能够减少多光子系统的量子波动,以提高量子传感协议的灵敏度。我们将利用这种精致的控制程度来开发光传输的量子模拟。这将使我们最终能够设计出更好、更高效的太阳能电池。"

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