2014年1月2日（周四）下午4點，物理系seminar：

報告題目：真空中激光束縛和冷卻微納粒子及時空晶體報告人：李統藏, 加州伯克利大學報告時間： 2014-1-2 16:00 報告地點：理科樓三樓報告廳摘要：量子光力學(quantum optomechanics)領域在最近幾年取得了令人矚目的發展，并形成了多個研究方向。我們在2008年提出并開始系統性的研究如何用激光光鑷來束縛和冷卻微納粒子到質心運動的量子基态，并制作一個達到量子極限的微小探測器。和其它光力學系統相比，真空中被光鑷束縛的粒子和外界沒有機械接觸，因而具有極高的機械品質因數(>1011)，可以從室溫直接冷卻到量子基态。另外，我們可以調節激光功率來改變振動頻率，甚至關閉激光讓粒子做自由落體運動。因此這個系統特别适合研究宏觀量子效應，廣義相對論導緻的量子效應，以及作為精度達到10－22 N/Hz1/2的超靈敏探測器。
目前，我們已經成功用激光光鑷在空氣和真空裡束縛玻璃球，制作了一個超精密探測系統來實時觀測玻璃球的瞬時位置，并進行了反饋冷卻。在空氣中，我們研究了懸浮玻璃球的布朗運動，并首次測量了布朗運動粒子的瞬時速度，完成了這個愛因斯坦在1907年認為是無法完成了任務。我們的實驗結果直接驗證了玻璃球布朗運動的瞬時速度符合麥克斯韋－玻爾茲曼分布和能量均分原理。這個結果發表在Science雜志，并已經被一些學校選為本科教學内容。在真空中，我們利用反饋冷卻，已經把玻璃球的質心運動從室溫冷卻到最低1.5毫開爾文（溫度降低了5個多量級），為基态冷卻奠定了基礎。
和其它光力學系統相比，懸浮在真空裡的微納粒子的最大特點是允許自由轉動。我們知道，費米子的角動量的自旋量子數為半奇數，而波色子的角動量的自旋量子數為整數。那麼,一個含有幾百萬個原子的系統的角動量應該如何量子化？沿着這個方向思考，使我們提出了利用離子阱中超冷離子來制備時空晶體的方案。我們目前正在做這個實驗。
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