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可壓縮光量子氣體,應用於高敏感檢測器

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科技產業資訊室 (iKnow) - 媛韻 發表於 2022年4月1日
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圖、可壓縮光量子氣體,應用於高敏感檢測器
 
德國波恩大學(University of Bonn)的研究人員透過兩個奈米尺度的鏡子之間來捕獲光子,首次製造了一種均勻的光子氣(photon gas)。這種由光粒子或光子組成的氣體變得更容易壓縮,該特性可以用在製造檢測力的高敏感度感測器。
 
過去由原子或分子製成的氣體,可以透過雷射捕獲光子以生產光子氣,但是以這種方式製造的氣體密度不均勻或是不純,因此不容易被研究。
 
研究團隊透過移動其中一個奈米尺度的鏡子來測量光子氣的可壓縮性並得知其基本特性。並且把該系統比喻為空氣泵,但裡面不是充滿空氣,而是光。透過壓縮並觀察它的反應來了解其基本屬性。
 
該團隊發現氣體可以在沒有阻力的情況下更容易被壓縮,普通氣體則越擠壓越難壓縮,因為分子被迫靠得更近會產生相互排斥。但這個現象不會發生在均勻的光子氣中,這歸功於量子力學的關係,可允許光子同時扮演粒子及波的特性。該研究發表在Science期刊。(354字;圖1)
 
 
參考資料:
A gas made from light becomes easier to compress as you squash it. New Scientist,2022/3/24
Compressibility and the equation of state of an optical quantum gas in a box. Science,2022/3/24
 
 
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