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美研究团队开发“压缩声子激光器” 或为多领域研究开辟新径
来源:官方媒体 网络新闻 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2026-04-01 | 9 次浏览: | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
近日,美国罗切斯特大学与罗切斯特理工学院的研究团队取得重大科研突破,成功开发出一种新型“压缩声子激光器”,该技术能够在纳米尺度上对声子实现高精度控制,为引力本质探究、粒子加速以及量子物理等前沿领域的研究提供了全新的实验工具。相关研究成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。


激光拓展边界,声子激光成新方向


自20世纪60年代激光诞生以来,便以其独特优势不断拓展着科学研究与日常应用的边界。从超市中用于条形码扫描的便捷设备,到医疗领域里进行激光矫正视力手术的精密仪器,激光技术已深入到生活的方方面面。传统激光主要操控的是光子,即光的基本粒子。然而,如今科学家们正将“激光思路”延伸至另一类基本粒子--声子,期望借此为量子测量和精密导航等领域开辟新的发展路径。


声子可被看作是材料内部振动的最小能量单位。在过去的20年里,科学家们逐步发展出类似光学激光的声子激光技术,使得机械振动能够像光一样被相干操控。但要将其应用于精密测量领域,降低噪声干扰成为了一个亟待解决的关键挑战。

突破技术瓶颈,实现声子激光精细控制

研究团队早在2019年就迈出了重要一步,他们利用光镊技术,在真空环境中成功捕获并悬浮声子,首次演示了声子激光器的可行性。而此次研究在此基础上更进一步,通过光学调控手段,对声子激光进行精细的“推拉”控制,从而显著降低了系统中的波动。


团队成员介绍,尽管激光在肉眼观察下是一束稳定的光,但实际上其内部存在大量波动。这些波动在测量过程中会转化为噪声,干扰信号并降低测量的准确性。此次研究中,团队通过对声子激光进行“压缩”处理,有效降低了其热噪声,成功提升了信号的稳定性。


前景广阔,助力多领域技术革新

这种经过降噪处理的声子激光展现出了巨大的应用潜力。它有望实现比传统光子激光或射频技术更高精度的加速度测量能力。未来,这类技术或许能够应用于开发高精度引力传感器,为量子导航技术提供有力支持。


例如,科学界目前正在积极探索不依赖卫星信号的量子罗盘。理论上,这种量子罗盘可作为更精确且难以被干扰的GPS替代方案。研究人员认为,声子激光技术有望成为实现此类量子导航系统的重要基础之一。


此次美国研究团队的新型“压缩声子激光器”研究成果,无疑为相关领域的研究注入了新的活力。随着技术的不断发展和完善,有望在更多领域引发技术革新,推动科学研究和实际应用迈向新的高度。