美国罗切斯特大学还有罗切斯特理工学院的一群研究人员,最近弄出了个叫“压缩声子激光器”的东西,这玩意儿特别厉害,能在纳米尺度上控制声子。大家应该知道,激光从60年代出来以后,一开始就只是在实验室玩玩,后来慢慢用到医疗、通信这些地方。以前的激光靠的是光子,这次不一样了,他们直接动手去管材料里振动的最小单位——声子。这一改,把机械振动变成了跟光波一样能相干控制的东西,这就为搞量子测量和导航提供了新办法。 做声子激光器最大的难点是得把热噪声给压住。记得吗?科研团队早在2019年就用了光镊技术在真空中悬浮操控过声子。这次他们又有新招,用光学手段动态地给声子振动“推拉”。这种方法一下子就把系统的波动给稳下来了,把热噪声水平压到了传统激光器的三分之一以下。实验数据还显示,压缩过的声子激光测加速度的精度比原来的高五倍多。 他们还给声子振动频率做了精密调控,把信号稳定性推到了量子极限。这在探测引力波这块儿很有优势,能捕捉到以前设备发现不了的微弱时空波动。再来说说导航方面,这技术是给未来的量子罗盘铺路呢。不像卫星定位靠信号,这种导航靠的是测地球重力场的细微变化来自己定位。 结果表明这种新导航系统的抗干扰能力比现在的强两个数量级,特别适合在深海、极地这种卫星没信号的地方用。研究人员说,这突破其实就是因为他们对量子涨落了解得深。通过精确控制声子态的叠加状态,主动把热噪声给抑制住了。 这招不仅对固态材料管用,以后还能用在超流体这类特殊介质上,给拓扑量子计算准备好新的物理载体。