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    用一滴油,在镜子之间的光子系统中反弹,就揭示了物理学的相变!

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      🌾袁隆平

      一滴简单的橄榄油,在两面镜子之间的光子系统中反弹,就揭示了物理学相变的普遍方面,这真是不可思议。AMOLF科学家使用一个充满油的光学腔,其中的光经历了类似于沸水中的相变。该研究的系统具有记忆,因为石油使光子与自身相互作用。通过改变两面镜子之间的距离和测量光通过腔的透射率,发现了一个描述有记忆系统中相变的普遍规律,其研究成果发表在《物理评论快报》期刊上。

      用一滴油,在镜子之间的光子系统中反弹,就揭示了物理学的相变!

      AMOLF相互作用光子研究小组研究光子系统中的非线性和噪声,其中一个系统是由两面近距离相对的镜子形成腔体。在腔体内,光线被镜子反射时会来回反弹。将某些东西放入这样的光学腔内,会改变系统的性质。小组组长赛义德·罗德里格斯(Said Rodriguez)说:通过将一滴橄榄油放入腔内,创建了一个有记忆的系统,这种油介导了有效的光子与光子相互作用,可以通过测量激光通过这个腔体的传输情况来看到这一点。

      研究人员分析了传输,同时以不同的速度增加和减少了两面镜子之间的距离。发现,通过腔体传输的光量,取决于镜子的运动方向。光通过腔体传输是非线性的,在镜子之间有一定距离时,透射光的量,取决于是打开还是关闭腔体,这种行为称为磁滞,在某些相变中也会观察到这种现象,如沸水或磁性材料。然而,研究人员观察到,在使用橄榄油的空洞中,当提高空洞打开和关闭的速度时,并不总是存在滞后现象。

      用一滴油,在镜子之间的光子系统中反弹,就揭示了物理学的相变!

      在更快的扫描中,看到滞后作为扫描速度的函数而消失,这是以普遍的速率发生,与光强或非线性强度等参数无关。描述光在充满油腔中的行为方程类似于描述原子、超导体甚至高能物理集合的方程。因此,研究发现的普遍行为很可能也会在这样的系统中观察到。虽然在其他有记忆的系统中,研究普遍的标度行为会很有趣,本研究的研究人员将继续关注充满油的空腔。

      用一滴油,在镜子之间的光子系统中反弹,就揭示了物理学的相变!

      该系统在室温下具有很强的光学非线性,这为潜在的应用提供了机会,目前正在研究当耦合两个或更多空腔时会发生什么。因为每个系统都有内存,所以空腔阵列最终可能会作为一种计算工具有用,甚至可能在传感应用中有用。


      博科园|研究/来自:AMOLF

      参考期刊《物理评论快报》

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