机械振子的量子基态以及光机械感应透明效应


物理学家对量子世界的探索是无止境的。从实验者的角度来说,总是希望能够在更加大的系统中看到量子现象。原子,分子,再到大分子。最近,人们终于在微机械系统中看到了机械振子的量子效应了。来自UCSB的科学家利用氦3把系统冷却到了30毫开尔文附近,使得基频为6GHz的机械振子处于量子基态。这个振子用的材料是很多层的三明治结构,包括氧化硅,氮化铝,和铝。薄片的长度大概有60微米,厚度只有几百个纳米。如果考虑声波在薄片的两个面之间反射形成的驻波,可以知道基频为f=v/2t,其中v是声波速度,t是薄片厚度。对于这个系统来说,声波速度大概为9000米每秒,可以得出振子的基频就是6GHz。氮化铝具有很强的压电效应,能够跟电信号耦合起来。这个振子的表面与一个超导电路耦合,利用约瑟夫森效应形成一个相位量子比特。这个量子比特的本征能量可以调节从5GHz到10GHz。当量子比特与机械振子共振时,二者之间可以出现很强的共振耦合,耦合强度达到110MHz。由此,我们可以在量子比特与机械振子之间相干的传递量子态。在实验中,人们可以制备出机械振子的粒子数态,并测出这个状态的衰减率。

另外一个有趣的工作是,在光机械系统中观察类似EIT(电磁感应透明)效应,我们可以称之为“光机械感应透明”效应。人们发现如果对一个边带可分辨的光机械系统,先用一束强激光在红边带照射,另外一束弱的探测光在频域扫描时,有可能会出现一个透明的频率窗口,探测光会完全透过这个系统。这个透明窗口的大小跟机械振子的衰减以及驱动激光的强度都是有关系的。我们也可以在这个系统中做慢光与快光实验。一个自然的延伸问题就是:能否在这个系统中完成把光速变为零的实验?

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清明扫墓


清明节我随父亲和大伯,叔叔回了一趟大悟老家,给爷爷奶奶,太爷爷太奶奶扫墓。

上次回老家,已经是8年前的事情了。老家的变化不小,已经有一条水泥公路通到了老家所在的那个山村。周围的山上,因为封山育林,树林也茂密了很多。据说更远的深山里,树林非常密,人都走不进去了。本家的一些兄弟在南方打工,现在也算是小有成绩,在老家盖了房子,有的还买了车。我们扫墓之后,就是由本家的一个哥哥开车送我们回孝感的。

祖坟在村旁一座山的半山腰上,需要走上二三十分钟的山路才能到。我们是早7点从堂叔家(他家在镇上)出发坐车回到村里的。本族的人都是一起上山,背着鞭炮,纸钱,和礼花来到坟前。先放礼花,然后放鞭炮,同时烧纸,然后向先人磕头。爷爷是去年去世的,所以还没有立碑。我还是在爷爷的坟前磕了三个头。大家的兴致都很高的,怀念的先人的种种事迹,回忆着过去的时光。我也是头一次看多如此多的本家亲戚,也是头一次听到祖辈是何时来到这个村庄,开枝散叶的。老太爷兄弟有五人,在一百多年前从几十里外来到这里立足。这一百多年,第一位走出山村,在外面念书,直到在城里落户的,就是我爷爷。现在,村里面的年轻人大部分都到外面打工去了,山村中留下的都是老人。也只有过年或者清明节才能看到如此多的年轻人回来,聚到一起。

说实话,我有很多年没有扫墓了,回老家给自己的先人扫墓,也是头一次。看着这一个个的墓碑,感情非常复杂。人总是要死的,死后有的也就是这三尺黄土,一个墓碑。从墓地往山下看,方位正好是坐北朝南。我们可以看到一个水库,旁边是我们村。水库里面流出一条小河,这条小河从大别山中流出,最终汇聚到汉江,直至长江,然后流入大海。这里是祖辈们安息的地方,也是新生命开始的地方。