資助《數學進展》期刊

《資助《數學進展》期刊》是依託北京大學，由劉燕擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：資助《數學進展》期刊
• 依託單位：北京大學
• 項目負責人：劉燕
• 項目類別：專項基金項目

項目摘要

利用高品質因子腔模光場與機械振子相互作用，一方面，人們能夠對機械振子的運動進行精確操控，例如機械振動的冷卻與放大；另一方面，當機械振子冷卻到量子基態，該體系為巨觀量子物理研究提供了一個極佳的實驗平台。腔光力系統還可以存儲信息，以及作為新型界面，用於構建光-電-自旋複合量子器件。腔光力學套用於高精密測量、基礎物理和量子相互作用界面的主要障礙之一是環境熱噪聲。本項目擬在室溫環境下研究腔光力冷卻，利用腔光力相互作用將巨觀/介觀機械振子冷卻至其量子基態附近。為此，我們的研究重點將是從理論上分析不同耦合區間的腔光力冷卻的物理限制因素；建立描述各個耦合區間冷卻特性的統一理論框架，並據此有針對性地提出室溫基態冷卻的新機制和新方案；最終在晶片上超高品質因子回音壁模式光學微腔體系中開展初步實驗研究。一旦突破，發展的室溫冷卻機制和方案將有力的推動腔光力學的進一步發展，為其實際套用奠定堅實基礎。

結題摘要

利用高品質因子腔模光場與機械振子相互作用，一方面，人們能夠對機械振子的運動進行精確操控，例如機械振動的冷卻與放大；另一方面，當機械振子冷卻到量子基態，該體系為巨觀量子物理研究提供了一個極佳的平台。腔光力系統還可以存儲信息，以及作為新型界面，用於構建光-電-自旋複合量子器件。腔光力學套用於高精密測量、基礎物理和量子相互作用界面的主要障礙之一是環境熱噪聲。本項目擬在室溫環境下研究腔光力冷卻及相關的微腔光學物理。通過4年努力，項目取得了一系列創新性研究成果，發表受基金標註的研究論文32篇，其中Science 1 篇，PRL 2篇，Nature Photonics 1篇，Physical Review系列12篇等。主要成果如下： (A) 通過分析中間耦合區的腔光力冷卻極限，解析得到了最優的冷卻極限，以及對應的腔膜耗散和耦合強度，使基態冷卻可以對處於室溫下的機械振子實現；(B) 提出光力誘導透明冷卻方案，利用輔助機械模式的干涉效應，突破了光學模式和單一機械模式耦合下機械邊帶不可分辨的限制，實現了邊帶不可分的機械振子的基態冷卻；(C) 通過光力體系與冷原子團的相互作用，實現了邊帶不可分的機械振子的基態冷卻，為低頻機械振子的冷卻提供了新思路；(D) 通過輔助微腔帶來的量子干涉效應，在高度邊帶不可分辨的區域實現了量子基態冷卻。 系列研究建立了有效的光力量子接口，提供了在邊帶不可分辨區對介觀機械系統進行量子操作的平台。成果被Phys.org和AAPPS Bulletin等多家國際科技媒體專題圖文報導。