用一滴油，在鏡子之間的光子系統中反彈，就揭示了物理學的相變！

2020-10-18 博科園

文章來自：博科園官網

一滴簡單的橄欖油，在兩面鏡子之間的光子系統中反彈，就揭示了物理學相變的普遍方面，這真是不可思議。AMOLF科學家使用一個充滿油的光學腔，其中的光經歷了類似於沸水中的相變。該研究的系統具有記憶，因為石油使光子與自身相互作用。通過改變兩面鏡子之間的距離和測量光通過腔的透射率，發現了一個描述有記憶系統中相變的普遍規律，其研究成果發表在《物理評論快報》期刊上。

AMOLF相互作用光子研究小組研究光子系統中的非線性和噪聲，其中一個系統是由兩面近距離相對的鏡子形成腔體。在腔體內，光線被鏡子反射時會來回反彈。將某些東西放入這樣的光學腔內，會改變系統的性質。小組組長賽義德·羅德裡格斯(Said Rodriguez)說：通過將一滴橄欖油放入腔內，創建了一個有記憶的系統，這種油介導了有效的光子與光子相互作用，可以通過測量雷射通過這個腔體的傳輸情況來看到這一點。

掃描速度

研究人員分析了傳輸，同時以不同的速度增加和減少了兩面鏡子之間的距離。發現，通過腔體傳輸的光量，取決於鏡子的運動方向。光通過腔體傳輸是非線性的，在鏡子之間有一定距離時，透射光的量，取決於是打開還是關閉腔體，這種行為稱為磁滯，在某些相變中也會觀察到這種現象，如沸水或磁性材料。然而，研究人員觀察到，在使用橄欖油的空洞中，當提高空洞打開和關閉的速度時，並不總是存在滯後現象。

在更快的掃描中，看到滯後作為掃描速度的函數而消失，這是以普遍的速率發生，與光強或非線性強度等參數無關。描述光在充滿油腔中的行為方程類似於描述原子、超導體甚至高能物理集合的方程。因此，研究發現的普遍行為很可能也會在這樣的系統中觀察到。雖然在其他有記憶的系統中，研究普遍的標度行為會很有趣，本研究的研究人員將繼續關注充滿油的空腔。

該系統在室溫下具有很強的光學非線性，這為潛在的應用提供了機會，目前正在研究當耦合兩個或更多空腔時會發生什麼。因為每個系統都有內存，所以空腔陣列最終可能會作為一種計算工具有用，甚至可能在傳感應用中有用。

博科園｜研究/來自：AMOLF

參考期刊《物理評論快報》

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