這量子音樂聽起來像是一張老式的黑膠唱片，但流入克裡斯·霍洛威實驗室音樂中獨特的爆裂聲源自原子。位於科羅拉多州博爾德的美國國家標準與技術研究所的研究小組花了6年時間，找到了一種利用原子直接測量電場的方法，所以誰能責怪他們當時對自己的新技術感到一點樂趣呢？研究人員設想是在實驗室裡，切割一張CD，然後用裡德堡原子錄製第一張CD。雖然研究人員不認為原子錄音的低音質會取代數位音樂錄音。
但研究小組的科學家們正在考慮如何將這種「有趣」的原子感應應用於未來的通訊設備。基於原子的天線可能會給我們提供一種更好的方式，在有噪音的情況下接收音頻數據，甚至可能是在深空通信中傳輸非常微弱的信號。研究中的原子（裡德堡原子）是被雷射激發成高能狀態的原子，對無線電波(電場)做出可測量的反應。在弄清楚如何用裡德堡原子原子測量電場強度後，用同樣的原子來錄製和回放音樂相對簡單。
從研究人員霍洛威自己的吉他即興小調開始。將音樂編碼成無線電波，就像手機通話編碼成無線電波進行傳輸一樣。原子對這些無線電波作出反應，反過來，通過裡德堡原子照射的雷射束也會受到影響。這些變化被光電探測器捕捉到，光電探測器將電信號輸入揚聲器或電腦——量子原子收音機誕生了。研究小組用量子系統來接收立體信號：一個原子以兩組不同的雷射頻率記錄儀器，另一個記錄聲音。
選擇了單曲《在壓力下》來測試系統是否能夠處理弗雷迪·墨丘利寬廣的音域。切割立體聲的原因之一是顯示這個接收器可以同時拾取兩個通道，這對於傳統的接收器來說很困難，雖然它是原子通信的早期階段，但仍有潛力用它來提高通信的安全性。目前，Holloway團隊正在關注原子無線電，試圖確定Rydberg原子能探測到的信號有多弱，以及數據傳輸速度能達到多少。沒有忘記想要製造的原子記錄，希望用這些記錄來激勵下一代量子科學家。
研究還展示了如何利用裡德堡原子和電磁誘導透明現象來幫助樂器在演奏時的實時錄製。此外，通過在同一蒸汽電池中使用兩種不同的原子種類(銫和銣)，還能同時錄製兩把吉他的能力，其中每個原子種類分別檢測並允許錄製每把吉他。該方法展示了如何用量子系統檢測音頻數據(音樂成分)，說明由於過去十年的研究，現在可以控制原子群的程度，以至於我們可以在這個「娛樂」的例子中使用它們來錄製樂器音樂。
裡德堡原子是由一個或多個電子激發到一個非常高的主量子數n的原子。這些原子有幾個有用的性質，其比例為n。它們有非常大的偶極矩(比例為n2)。它們的極化率為n7，壽命為n3。裡德堡原子能級之間的間距為1/n3。裡德堡原子之間有大範圍的相互作用，其尺度為n4/R3(其中R是原子間距離)，而範德瓦爾斯相互作用的尺度為n11/R6，這些不同的性質可以實現大量有趣的應用。
博科園｜研究/l來自：美國物理學會參考期刊《AIP Advances》DOI: 10.1063/1.5099036博科園｜科學、科技、科研、科普