项目名称: Casimir微力学振子的量子光力学调控研究

项目编号: No.11474087

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 景辉

作者单位: 湖南师范大学

项目金额: 90万元

中文摘要: 随着纳米芯片和光电器件集成度提高,来自真空零点能、以虚光子为媒介的Casmir力的作用越来越明显,诸多实验已展示出Casimir力对微力学振子及光力混合系统的重要影响;同时,微腔光力学的快速发展,使得微振子冷却到基态并实现量子调控成为现实。本课题结合Casimir效应和量子光力学,研究Casimir力辅助下的微振子量子光力调控技术,包括Casimir力对微振子量子态的影响(声子压缩)、Casimir力耦合的纳米振子量子态传递、以及Casimir冷振子-冷原子混合量子系统及其应用。目前,这方面研究还比较少。考虑到最近一系列新实验(例如非线性Casimir经典振子、半导体微力芯片上的耦合Casimir振子、纳米悬臂振子-冷原子混合系统),该课题有望为下一步实验提供理论支持,推动Casimir力精密测量、纳米微结构和量子光力调控交叉研究,为设计和应用新一代Casimir量子微振子器件提供新方案。

中文关键词: Casimir效应;光力学;超冷原子;量子传递;冷化学

英文摘要: With rapid advances in nano-chips and integrated optoelectric devices, the Casimir force, arising from the zero-point energy of quantum vacuum, plays a significant role in these nanoscale structures. Meanwhile, the emerging field of cavity optomechanics makes it practical to cool a micromechanical oscillator into its ground state and then control its quantum states. Inspiring by these advances, in this project, we propose to combine the two fields of Casimir forces and cavity optomechanics, enabling studies of quantum-state control of Casimir micromechanical oscillator, particularly the impacts of Casimir force on quantum oscillator's state, Casimir-force-based quantum state transfer between two micromechanical oscillators, and hybrid quantum systems with nanomechanical cantilever and cold atoms coupled by the Casimir force. In view of recent experimental advances, e.g. nonlinear Casimir classical oscillator, coupled Casimir oscillators fabricated in a micromechanical semiconductor chip, and hybrid cantilever-atom hybrid system, our project holds the promise to be tested in forthcoming experiments, moving a new crossed field forwards (combining Casimir force measurement, nanoscale structure and cavity optomechanics) and also providing new paths for designing or applying new-generation quantum devices with Casimir micromechanical oscillators.

英文关键词: Casimir effect;optomechanics;ultracold atoms;quantum transfer;cold chemistry

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