物理学家发展了一种描述光的新理论,这种光状态在广泛的频率范围内具有可控的量子特性,高达X射线频率。

理论物理学家设计高能量子光的新路径

我们观察周围的世界可以用经典物理学的定律来描述,但是一旦我们在原子尺度上观察事物,量子物理学的奇怪世界就会接管。

想象一个篮球:用肉眼观察它,篮球的行为符合经典物理定律。但是组成篮球的原子却按照量子物理学行事。

“光也不例外:从阳光到无线电波,它大多可以用经典物理学来描述,”哈佛大学物理系和剑桥大学卡文迪什实验室的物理学家Andrea Pizzi博士说。

“但在微米和纳米尺度上,所谓的量子涨落开始发挥作用,经典物理学无法解释它们。

在他们的研究中,Pizzi博士及其同事旨在开发一种理论,预测一种控制光量子性质的新方法。

“量子涨落使量子光更难研究,但也更有趣:如果设计正确,量子涨落可以成为一种资源,”皮齐博士说。

“控制量子光的状态可以使显微镜和量子计算中的新技术成为可能。

产生光的主要技术之一使用强激光。

当足够强的激光指向一组发射器时,它可以从发射器上撕下一些电子并激励它们。

最终,其中一些电子与它们被提取的发射器重新结合,它们吸收的多余能量以光的形式释放出来。

这个过程将低频输入光转化为高频输出辐射。

“假设所有这些发射器都是相互独立的,导致输出光中量子涨落几乎没有特征,”皮齐博士说。

“我们想研究一个发射器不是独立的,而是相关的系统:一个粒子的状态告诉你另一个粒子的状态。