科学家们在室温下制作了一个量子谐波振荡器

(左）在显微镜下看到的被困住的量子流体，（右）当量子流体被困于激光束强度的凹陷处时，量子流体的各个谐波振荡状态的形状（虚线）。资料来源：《Nature Communications》（2022）。DOI: 10.1038/s41467-022-34440-0

圣安德鲁斯大学领导的研究人员在室温下制成了一个量子谐波振荡器--一种可以控制量子粒子的位置和能量的结构，未来可用于开发新技术，包括OLED和微型激光器。

这项研究是与新加坡南洋理工大学的科学家合作进行的，最近发表在《自然-通讯》上。

偏振子是光和物质的量子混合物，它是通过将半导体材料中的激波与光子（形成光的基本粒子）结合起来而产生的。为了创造极子，研究人员将光困在比一根头发丝还要薄100倍的有机半导体（OLED智能手机显示屏中使用的那种发光材料）的薄层中，夹在两个高反射镜之间。

偏振子，就像空气中的水分一样，可以凝结并形成一种液体。研究人员将这种量子液体聚集在一个激光束的图案中，以控制其属性。这使得该液体以一系列谐波频率振荡，类似于小提琴弦的振动。这些量化的振动状态的形状与 "量子谐波振荡器 "的形状相匹配。

项目负责人之一、圣安德鲁斯大学物理和天文学学院的哈米德-奥哈迪博士说："这是一个教科书上的问题，我们在量子物理课程中与学生一起研究的是量子谐波振荡器。我们过去认为，需要复杂的冷却方法才能看到这些震荡器。我们发现，这种基本的物理现象在室温下也可以看到。"

他的同事Graham Turnbull教授补充说："通过研究这种量子振荡器，我们正在学习如何控制偏振子的位置和运动。在未来，我们希望利用这些知识来开发新的量子技术，用于环境传感，或新型的OLED和微型激光器。"

Ifor Samuel教授也是圣安德鲁斯项目组的一员，他说："这项研究最了不起的方面之一是，我们在一个地方激发样品，但在另一个地方看到（偏振子）发光，这表明量子混合物或光和物质可以传播宏观距离。这不仅对激光器有用，而且对太阳能电池也有用"。

更多信息。Mengjie Wei等，有机半导体中的光学捕获室温偏振子凝聚物，《Nature Communications》（2022）。DOI: 10.1038/s41467-022-34440-0

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