2026年3月31日——以色列理工学院的研究人员首次测量了被称为“明亮压缩真空”(BSV)的特殊量子光形式的单个脉冲时间持续时间。这项研究发表在光学与光子学领域顶级期刊《Optica》上。

该研究由以色列理工学院物理系、固态研究所和海伦·迪勒量子中心的Michael Krüger博士和博士生Yuval Kern主导，与Oren Cohen教授、Pavel Sidorenko教授及Ido Kaminer教授合作完成，并得到德国埃尔朗根马克斯·普朗克光科学研究所Andrei Rasputnyi的重要贡献。

测量不可测之物

明亮压缩真空是一种独特的量子光态。虽然理论上被视为“真空态”且平均电场为零，但由于压缩效应，其电场表现出巨大的量子涨落。这与强激光产生的典型相干态光形成鲜明对比——后者仅呈现极弱量子涨落。而BSV的涨落可形成强度极高的光脉冲，单脉冲包含高达一万亿(10¹²)个光子，故得名“明亮压缩真空”。此前从未有人成功测量单个BSV脉冲的时间尺度。

通过新型干涉测量技术，该团队成功重建了每个量子脉冲的电场。他们将具有巨大量子涨落的BSV光与精密调控的激光脉冲在分束器中结合，当两束光重叠时产生干涉图样。通过记录并分析大量干涉图样，研究人员最终确定了每个脉冲随时间变化的电场形态。

测量显示，每个BSV脉冲仅持续约27飞秒（1飞秒为千万亿分之一秒），确属超快范畴。研究还证实，当对多个脉冲取平均值时，BSV的电场确实趋近于零——这正是光真空态的标志性特征。

极端物理研究新工具

超短强脉冲对于驱动高度非线性光学过程、观测阿秒时间尺度（百亿亿分之一秒）的凝聚态系统中电子运动至关重要。研究人员认为BSV将成为探索极端光-物质相互作用的有力工具。由于其量子特性，BSV与传统相干态激光相比对材料作用更温和，这使得科学家有望在不造成损伤的条件下研究极端环境中的物质，这是未来实验的关键目标。

“这仅仅是开始，”Krüger博士表示，“明亮压缩真空为研究超快电子动力学和突破非线性光学边界提供了令人振奋的可能性。”

该研究标志着量子光学与超快科学领域的重大进展，进一步巩固了以色列理工学院在基础光子学与应用光子学研究领域的领先地位。