当声音在20世纪20年代首次被纳入电影时,它为电影制作者带来了新的可能性,如音乐和口语对话。物理学家们可能即将迎来一场类似的革命,这要归功于斯坦福大学开发的一个新设备,它有望为以前无声的量子科学实验带来声音。
特别是,它可以为一种常见的量子科学装置带来声音,这种装置被称为光学晶格,它使用纵横交错的激光束网,以一种类似于晶体的方式有序地排列原子。这种工具通常被用来研究固体和其他具有重复几何形状的物质阶段的基本特征。然而,这些晶格的一个缺点是它们是无声的。
应用物理学和物理学副教授Benjamin Lev说:“如果没有声音或振动,我们就会错过存在于真实材料中的一个关键自由度,”他在2011年第一次来到斯坦福大学时就把目光投向了这个问题。“这就像做汤时忘了放盐,它真的会让量子‘汤’的味道消失。”
经过十年的工程和基准测试,Lev和来自宾夕法尼亚州立大学和圣安德鲁斯大学的合作者已经制造出第一个包含声音的原子光学晶格。这项研究于11月10日发表在《自然》杂志上。通过设计一个非常精确的腔体,将晶格置于两面高度反射的镜子之间,研究人员使原子能够通过在镜子之间来回反弹的光子,“看到”自己重复成千上万次。这种反馈使光子的行为类似于声子--声音的构建块。
Lev说:"如果有可能把你的耳朵放在原子光学晶格上,你会听到它们在1千赫兹左右的振动。
有声的超固体
以前的光学晶格实验是无声的,因为它们缺乏这个新系统的特殊弹性。Lev、年轻的研究生Sarang Gopalakrishnan(现在是宾夕法尼亚州立大学的物理学助理教授和论文的共同作者)和Paul Goldbart(现在是石溪大学的教务长)提出了这个系统的基础理论。但在与圣安德鲁斯大学的读者、论文的共同作者Jonathan Keelin的合作下,经过多年的努力才建立了相应的装置。
为了创建这个装置,研究人员在一个空的镜面腔内填充了超冷的铷原子量子气体。就其本身而言,这是一种超流体,是物质的一个阶段,其中原子可以无阻力地旋转流动。当暴露在光线下时,铷的超流体会自发地重新排列成超固体--这是一种罕见的物质相,同时显示出晶体中的秩序和超流体的非凡流动性。
为空腔带来声音的是两面精心间隔的凹面镜,它们的反射率非常高,以至于有百分之一的机会让一个光子通过它们。这种反射率和设置的特定几何形状--弯曲的镜子的半径等于它们之间的距离--导致泵入空腔的光子经过原子1万次以上。在这样做的过程中,光子与原子形成一种特殊的紧密结合,迫使它们排列成一个晶格。
"我们使用的腔体在镜子之间来回反弹的光的形状方面提供了更大的灵活性,"Lev说。"这就好像,不是只允许在水槽中制造一个单一的波浪,而是现在你可以随意泼洒,制造任何种类的波纹。"
这种特殊的腔体允许超流体原子晶格(超固体)移动,因此,与其他光学晶格不同,当被戳中时,它可以自由变形--这就产生了声波。为了启动这种通过柔性晶格的声子发射,研究人员使用一种被称为空间光调制器的仪器来戳它,这使他们能够在注入空腔的光线中编制不同的模式。
研究人员通过捕捉射出的光的全息图来评估这对空腔内容的影响。全息图同时记录了光波的振幅和相位,允许对声子进行成像。除了调解有趣的物理学,该设备内的镜子的高曲率产生了一个高分辨率的图像,就像一个显微镜,这使得研究人员将他们的创造命名为 “主动量子气体显微镜”。
获得Q-FARM奖学金以支持这项工作的研究生和主要作者Yudan Guo领导了确认该设备中声子存在的努力,这是通过发送不同模式的光,测量出来的东西并将其与戈德斯通色散曲线进行比较来完成的。该曲线显示了包括声音在内的能量如何在晶体中移动;他们的发现与该曲线相匹配,这证实了声子和振动超固态的存在。
独一无二的
Lev希望他的实验室--或许还有其他人--能将这一发明推向许多方向,包括研究奇异超导体的物理学和创建量子神经网络--这就是为什么该团队已经在努力创建他们设备的第二个版本。
Lev说:“打开一本典型的固态物理学教科书,你会看到很大一部分与声子有关。而且,直到现在,我们还不能用采用原子和光子的量子模拟器研究任何建立在此基础上的东西,因为我们不能模拟这种基本的声音形式。”
京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。
日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。
据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。
今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。
日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。
近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。
据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。
9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...
9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。
据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。
特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。
据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。
近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。
据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。
9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。
《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。
近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。
社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”
2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。
罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。