实现单缸随机热机,华东师大科研团队在腔光力领域取得新进展
华东师范大学传来好消息!
该校精密光谱科学与技术国家重点实验室武海斌教授研究团队实现了微纳尺度光力振子的随机光力热机,利用强耦合条件下简正模式为热机的工作介质,实现了单缸随机热机,发现了关联对做功的重要性,重要的还实现了双缸随机光力热机,对在小体系下研究随机和量子热机具有重要意义。
该成果发表在最新的ScienceAdvances上。
传统热机是将化学能通过燃烧转化为内能再转化为机械能对外做功,该过程有大量粒子参与,其规律可以用经典热力学解释。
近年来,随着微纳制造和激光技术的突飞猛进,如何实现微纳尺度甚至原子尺度的热机成为重要的交叉科学前沿,不仅是随机热力学和量子热力学的关键问题,而且对未来的生物、医药、能源等领域有重要应用前景。其中基于光力学的热机具有极大的优势,能够在量子区域进行深入操作,吸引了领域的广泛关注。然而由于实现光学和力学振子的强耦合以及精确调控的挑战性,很难实现光力学热机。
武海斌研究团队聚焦腔光力学当前重要的前沿科学领域,在宏观尺度上验证量子力学基本问题,研究高精度精密测量量子传感、微纳量子光学重要物理,以及发展宏观尺度的量子器件等。
该团队通过发展控制高品质因子薄膜振子频率的新技术,在国内率先实现了双薄膜腔光力实验平台,实现了突破量子极限的超灵敏微小位移测量,受到国际同行的跟踪和模仿;近期观测到声子激光自组织同步的路径和相位锁定〔Phys。Rev。Lett。124,053604(2020)〕,实现了一种区别于传统热传导的新型长程可控热传输〔Nat。Commun。11,4656(2020)〕。
该团队工作得到了科技部量子调控重点专项、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金杰出青年基金项目、上海市市级重大专项的资助。