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东安格利亚大学的研究人员提出了一种利用量子光“看到”量子声音的新方法。10月2日发表在《物理评论快报》上的一篇新论文揭示了分子振动与光粒子（即光子）之间的量子力学相互作用。
这一发现有望帮助科学家更好地理解光与物质在分子尺度上的相互作用。它还可能为解决从新量子技术到生物系统等应用中量子效应重要性的基本问题铺平道路。UEA物理学院的马格努斯·博格(Magnus Borgh)博士说：“长期以来，化学物理学界对光粒子的能量在分子内传递过程的性质一直存在争议。从根本上说，它们是量子力学还是经典力学？分子是复杂而混乱的系统，不断振动。这些振动如何影响分子中的量子力学过程？”“研究这些过程通常使用依赖偏振的技术：这与太阳镜中用于减少反射的光的特性相同。但这是一种经典现象。”量子光学是研究光的量子性质及其与原子尺度物质相互作用的物理学领域，它的技术可以提供一种直接研究分子系统中真正量子效应的方法。通过研究置于激光场中的分子发出的光的相关性，可以揭示量子行为。相关性回答了两个光子非常接近地发射的可能性有多大的问题，并且可以使用标准技术进行测量。UEA理论化学博士生本·汉弗莱斯(Ben Humphries)解释说：“我们的研究表明，当分子与周围环境交换声子——声音的量子力学粒子时，就会在光子相关性中产生可识别的信号。”虽然光子在世界各地的实验室中都能被常规地产生和测量，但单个的量子振动，也就是相应的声音粒子（声子），一般来说却无法进行类似的测量。新发现为研究分子中的量子声音世界提供了一个工具箱。UEA化学学院的首席研究员加思·琼斯(Garth Jones)博士说：“我们还计算了光子和声子之间的相关性。如果我们的论文能够启发人们开发新的实验技术，直接探测单个声子，那将是非常令人兴奋的。”
(a)分子与浴场模式耦合并由激光场EI驱动，从而产生散射场^Esc的示意图。系统与环境之间的声子运动用箭头表示。(b)Diabatic能级，包括激发态位移Δ、系统重组能λ、基本转变频率ωeg和系统模式频率ω0。最右侧为相应的绝热水平。
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