2014年1月2日（周四）下午4点，物理系seminar：

报告题目：真空中激光束缚和冷却微纳粒子及时空晶体报告人：李统藏, 加州伯克利大学报告时间： 2014-1-2 16:00 报告地点：理科楼三楼报告厅摘要：量子光力学(quantum optomechanics)领域在最近几年取得了令人瞩目的发展，并形成了多个研究方向。我们在2008年提出并开始系统性的研究如何用激光光镊来束缚和冷却微纳粒子到质心运动的量子基态，并制作一个达到量子极限的微小探测器。和其它光力学系统相比，真空中被光镊束缚的粒子和外界没有机械接触，因而具有极高的机械品质因数(>1011)，可以从室温直接冷却到量子基态。另外，我们可以调节激光功率来改变振动频率，甚至关闭激光让粒子做自由落体运动。因此这个系统特别适合研究宏观量子效应，广义相对论导致的量子效应，以及作为精度达到10－22 N/Hz1/2的超灵敏探测器。
目前，我们已经成功用激光光镊在空气和真空里束缚玻璃球，制作了一个超精密探测系统来实时观测玻璃球的瞬时位置，并进行了反馈冷却。在空气中，我们研究了悬浮玻璃球的布朗运动，并首次测量了布朗运动粒子的瞬时速度，完成了这个爱因斯坦在1907年认为是无法完成了任务。我们的实验结果直接验证了玻璃球布朗运动的瞬时速度符合麦克斯韦－玻尔兹曼分布和能量均分原理。这个结果发表在Science杂志，并已经被一些学校选为本科教学内容。在真空中，我们利用反馈冷却，已经把玻璃球的质心运动从室温冷却到最低1.5毫开尔文（温度降低了5个多量级），为基态冷却奠定了基础。
和其它光力学系统相比，悬浮在真空里的微纳粒子的最大特点是允许自由转动。我们知道，费米子的角动量的自旋量子数为半奇数，而波色子的角动量的自旋量子数为整数。那么,一个含有几百万个原子的系统的角动量应该如何量子化？沿着这个方向思考，使我们提出了利用离子阱中超冷离子来制备时空晶体的方案。我们目前正在做这个实验。
参考文献：
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