物理学家与大自然法律一起玩：控制室温下的超空光耦合

研究人员已经表明，在室温下可以在室温下创造可控的超空光物质耦合。相互作用是在一个微小的系统中实现的，该微小系统包括由小距离和等离子体金纳米棒分开的两个金镜。该发现对基础研究具有重要性，并且可能会为例如光源，纳米机械和量子技术内的进步铺平道路。

Chalmers的物理学家与俄罗斯和波兰的同事一起设法在室温下，在光线和物质之间实现了超空耦合。该发现对基础研究具有重要性，并且可能会为例如光源，纳米机械和量子技术内的进步铺平道路。

一组两个耦合振荡器是物理学中最基本和丰富的系统之一。它是一个非常一般的玩具模型，描述了一种从吉他弦，声学谐振器和儿童摇摆物理学的血清系统，分子和化学反应从重力结合的系统到量子腔电动电动动力学。两个振荡器之间的耦合度是主要决定耦合系统的行为的重要参数。然而，问题很少询问两个海德拉可以彼此耦合的上限 - 以及这种耦合可以具有的后果。

新呈现的结果，在自然通信中发布，提出了一瞥了所谓的超网耦合的域，其中耦合强度与振荡器的谐振频率相当。通过由由小距离和等离子体金纳米棒分开的两个金镜组成的微小系统之间的光和电子之间的相互作用，实现了该工作中的耦合。在比人发的末端小的百倍的表面上，研究人员已经表明，在环境条件下，在室温和大气压力下，可以在光和物质之间产生可控的超空间相互作用。

Denis Baranov，邮政编码，瑞典理工大学物理系。

“我们不是第一个实现超龙耦合的人。但通常，需要强大的磁场，高真空和极低的温度来实现这种耦合程度。当您可以在普通实验室执行它时，它使更多的研究人员能够在这一领域工作，并且在纳米技术和Quantum Optics之间的边境之间提供有价值的知识，“Chalmers和第一个的物理部门的研究员Denis Baranov说科学论文的作者。

一个唯一的二重奏，其中光和物质intermix进入公共对象

为了了解作者的系统已经意识到，可以想象一个谐振器，在这种情况下由几百纳米分开的两个金镜，作为音乐中的单个音调。在镜子之间制造的纳米棒会影响光在镜子之间移动并改变它们的谐振频率。在耦合系统中，音调分裂成两个：较低间距，较低的间距，而不是听起来像单音的声音。两种新间距之间的能量分离代表相互作用的强度。具体地，在超空谐波壳体中，相互作用的强度非常大，使得它变得与原始谐振器的频率相当。这导致独特的二重词，其中光和物质混合到共同的物体中，形成称为极性子的准粒子。Polariton的混合特性提供了一组有趣的光学和电子特性。

夹在镜子之间的金纳米棒的数量控制相互作用的互动程度。但同时，它控制系统的所谓零点能量。通过增加或减小杆的数量，可以从系统的地状态供应或移除能量，从而增加或减少存储在谐振器盒中的能量。

该发现允许研究人员与大自然的法则一起发挥作用

这项工作特别有趣的是，作者设法间接测量纳米棒的数量如何通过“听取耦合系统的音调来改变真空能量（即，通过用纳米棒通过镜子观察光透射光谱）和执行简单的数学。得到的值结果与热能相当，这可能导致未来可观察的现象。

“在相对简单的系统中在室温下创建可控超声耦合的一个概念可以为基本物理学提供测试平台。这种超网耦合“成本”能量可能导致可观察的效果，例如它可以改变化学品或裁缝范德瓦尔斯相互作用的反应性。超级龙耦合能够实现各种兴趣的物理现象，“Chalmers物理系的副教授和科学文章的最后作者副教授Timur Sheai说。

换句话说，这种发现允许研究人员与自然定律一起玩并测试耦合的限制。

“由于主题是非常基本的，潜在的应用可能是范围。我们的系统允许达到更强的耦合水平，所谓的深度强耦合。我们仍然没有完全确定我们系统中耦合的极限，但显然比我们现在所看到的要高得多。重要的是，允许研究超速耦合的平台现在可以在室温下可访问，“Timur Shegai说。

参考：“纳米粒子素和腔光子之间的超空间耦合在环境条件下”by Denis G. Baranov，Battulga Munkhbat，Elena Zhukova，Ankit Bisht，Adriana Canales，Benjamin Rousseaux，GöranJohansson，Tomasz J. Antosiewicz和Timur Shai，2012年6月1日，自然communications.doi：
10.1038 / s41467-020-16524-x

在自然通信中，“纳米粒子素和腔体光子纳米粒子级和腔光子之间的超空间耦合”。它是由Denis Baranov，Battulga Munkhbat，Elena Zhukova，Ankit Bisht，Adriana Canales，Benjamin Rousseaux，Genran Johansson，Tomasz Antosiewicz和Timur Shai的撰写。研究人员在Chalmers的物理学和Microotechnology和纳米科学部门工作莫斯科物理学与技术研究所和华沙大学物理学院。纳米制备是在Chalmers进行的。通过使用红外显微镜观察光和物质之间的相互作用。Chalmers的研究由瑞典研究委员会提供资金。