一滴簡(jiǎn)單的橄欖油，在兩面鏡子之間的光子系統(tǒng)中反彈，就揭示了物理學(xué)相變的普遍方面，這真是不可思議。AMOLF科學(xué)家使用一個(gè)充滿油的光學(xué)腔，其中的光經(jīng)歷了類似于沸水中的相變。

該研究的系統(tǒng)具有記憶，因?yàn)槭褪构庾优c自身相互作用。通過改變兩面鏡子之間的距離和測(cè)量光通過腔的透射率，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)描述有記憶系統(tǒng)中相變的普遍規(guī)律，其研究成果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》期刊上。

AMOLF相互作用光子研究小組研究光子系統(tǒng)中的非線性和噪聲，其中一個(gè)系統(tǒng)是由兩面近距離相對(duì)的鏡子形成腔體。在腔體內(nèi)，光線被鏡子反射時(shí)會(huì)來回反彈。將某些東西放入這樣的光學(xué)腔內(nèi)，會(huì)改變系統(tǒng)的性質(zhì)。小組組長(zhǎng)賽義德·羅德里格斯(Said Rodriguez)說：通過將一滴橄欖油放入腔內(nèi)，創(chuàng)建了一個(gè)有記憶的系統(tǒng)，這種油介導(dǎo)了有效的光子與光子相互作用，可以通過測(cè)量激光通過這個(gè)腔體的傳輸情況來看到這一點(diǎn)。

掃描速度

研究人員分析了傳輸，同時(shí)以不同的速度增加和減少了兩面鏡子之間的距離。發(fā)現(xiàn)，通過腔體傳輸?shù)墓饬?，取決于鏡子的運(yùn)動(dòng)方向。光通過腔體傳輸是非線性的，在鏡子之間有一定距離時(shí)，透射光的量，取決于是打開還是關(guān)閉腔體，這種行為稱為磁滯，在某些相變中也會(huì)觀察到這種現(xiàn)象，如沸水或磁性材料。然而，研究人員觀察到，在使用橄欖油的空洞中，當(dāng)提高空洞打開和關(guān)閉的速度時(shí)，并不總是存在滯后現(xiàn)象。

在更快的掃描中，看到滯后作為掃描速度的函數(shù)而消失，這是以普遍的速率發(fā)生，與光強(qiáng)或非線性強(qiáng)度等參數(shù)無關(guān)。描述光在充滿油腔中的行為方程類似于描述原子、超導(dǎo)體甚至高能物理集合的方程。因此，研究發(fā)現(xiàn)的普遍行為很可能也會(huì)在這樣的系統(tǒng)中觀察到。雖然在其他有記憶的系統(tǒng)中，研究普遍的標(biāo)度行為會(huì)很有趣，本研究的研究人員將繼續(xù)關(guān)注充滿油的空腔。

該系統(tǒng)在室溫下具有很強(qiáng)的光學(xué)非線性，這為潛在的應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)，目前正在研究當(dāng)耦合兩個(gè)或更多空腔時(shí)會(huì)發(fā)生什么。因?yàn)槊總€(gè)系統(tǒng)都有內(nèi)存，所以空腔陣列最終可能會(huì)作為一種計(jì)算工具有用，甚至可能在傳感應(yīng)用中有用。

博科園｜研究/來自：AMOLF

參考期刊《物理評(píng)論快報(bào)》

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