电磁波与机械波之间的干涉
在经典理论中,波干涉现象仅需考虑波本身即可解释,而无需涉及监测或观测的仪器装置。因此经典理论中,干涉只能发生在同种性质的波之间。而量子理论要求对系统及其测量装置进行整体描述,这使得该研究团队得以重新审视多种自然现象的解释机制。该研究采用离子阱平台,专门研究电磁波与机械波这两种不同物理本质波的干涉现象。研究人员首先将两束激光驱动至单个囚禁离子上,构建Jaynes-Cummings相互作用和载波相互作用,发现振动模式(机械波)的相干态与载波脉冲(电磁波)之间的相位关系决定了相互作用是增强还是抵消向离子电子态的布居数转移——这些电子态恰好作为测量上述波的仪器装置。 将研究拓展至离子链后,该工作证实:根据离子链中入射机械相干态的振幅,对载波拉比频率和相位(电磁脉冲)进行精确调制,可实现与传播脉冲的相长或相消干涉。在此过程中,被驱动离子的电子态会分别呈现更快更强的布居化,或对两种脉冲波均保持透明(此时信息流表现得如同未施加外场)。这种新型可控异质波干涉机制使该团队能够提出混合量子器件的新设计,例如波包晶体管或滤波器——通过光子(声子)脉冲来控制声子(光子)波的传输。
