聲光強耦合可通過耳語廊效應實現 有助測試量子力學行為

倫敦帝國理工學院、牛津大學和國家物理實驗室的研究人員利用耳語廊效應，證實光和高頻聲波之間存在“強耦合機制”。這一發現不僅會對傳統及量子信息處理技術產生重大影響，還可以大規模測試量子力學行為。相關論文發表在著名的《光學》雜志上。

研究小組主要利用了“耳語廊模式共振”。這種現象是以19世紀在圣保羅大教堂觀察到的一種效果命名的。在圣保羅大教堂，當你面對拱廊一端墻壁輕聲說話，會經由這座大教堂的巨型圓頂，清楚傳到對面的墻壁，使在另一側的人清楚聽到你的談話內容。

研究人員通過錐形光纖將光注入光學微諧振器中，光圍繞微小圓形玻璃結構的表面多次反射，在結構內部循環數千次，由于玻璃環形諧振器可以儲存大量的光，這些光能“搖晃”材料中的分子，產生聲波。

當光在圓形玻璃結構上循環時，可與11吉赫(GHz)的聲波相互作用，導致光向相反方向散射。這種相互作用可允許能量以一定的速率在光和聲波之間進行交換。然而，光場和聲場都會由于類似摩擦的過程而發生衰減，阻止兩者耦合。該小組利用兩個耳語廊模式共振克服了這一挑戰，并且獲得了大于類摩擦過程的耦合速率。在微小的玻璃結構中，實現了光和高頻聲波相互耦合。

研究小組正準備在接近絕對零度的溫度下進行下一代實驗，以探索量子力學行為，發展量子技術。