几个世纪前,约翰内斯-开普勒设想太阳帆,如今,巴塞尔大学科学家用激光引领革命性突破,将小薄膜冷却至接近绝对零度,或将重塑高灵敏度传感器领域。在一项由 Philipp Treutlein 教授和 Patrick Potts 教授领导的研究中,他们通过一种创新的方法成功地将薄膜冷却至零下 273.15 摄氏度,仅依赖激光的力量,成果已在《物理评论 X》杂志上发表。
科学家们常利用光的作用力来冷却原子和粒子,然而通常需要复杂的设备。但巴塞尔大学团队不同寻常的方法使得测量不再是必须。物理学家玛丽斯-恩泽解释,他们通过相干反馈回路将激光作为传感器和阻尼器,精确抑制了薄膜的热振动,从而实现极低温度。
在实验中,科学家们将激光照射到薄膜上,将膜反射的光线传输至光缆。膜的振动导致反射光的相位微小变化,利用这种变化,他们在合适的时机施加适当的力,犹如在秋千上适时踏地减速。
研究团队的成就可观,他们将薄膜冷却至仅高出绝对零度千分之一的温度。然而,他们的目标是将薄膜冷却到量子力学基态,甚至进一步实现膜挤压态。这将催生先进传感器应用,如用于纳米级别的原子力显微镜,为表面扫描提供前所未有的精准度。
这一突破将在传感技术领域掀起革命,不仅为科学研究提供新可能,还将有助于现实世界中的高精度测量需求。巴塞尔大学的研究引领我们走向更冷、更精确的未来。【图片:(图片描述:在巴塞尔实验中,激光照射到薄膜上,通过光纤电缆传递激光,冷却薄膜至绝对零度的千分之一以下。资料来源:巴塞尔大学物理系)】
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