科学家通过闪光灯发现了控制物质的新量子态

（文章来源：教育新闻网）

王继刚可以将他的研究目标分解为几句话：“发现和控制物质的量子态”。但是，它需要段落，类比，插图，互联网搜索以及愿意破译“通过在量子临界点附近进行非热超快淬灭的非平衡量子相发现”的讨论来理解这八个词。即使是头疼的人，王的工作对我们所有人来说都可能是一件大事。

利用量子物理学-原子级以下的粒子和能量-可以带来更好的计算，传感，通信和数据存储技术。但是，像爱荷华州立大学的物理学和天文学教授，美国能源部艾姆斯实验室的物理学家Wang之类的第一批研究人员需要提供有关量子世界的更多答案。在王的情况下，许多答案来自量子太赫兹光谱学，可以使电子可视化和操纵。

美国陆军研究办公室提供了为期三年，价值46.5万美元的赠款，为王及其研究小组的光谱学研究提供了支持。

Wang和他的团队基于这些研究宣布了三项发现：《自然材料》(Nature Materials)报道的第一篇论文描述了超快光子脉冲(激光每秒以万亿个循环的频率闪烁)如何打开超导电性所隐藏的物质状态，即无阻力的电流流动(通常在超冷温度下) 。该发现演示了一种新的调谐旋钮-物理学家称为“量子猝灭”-用于非平衡材料的发现，例如在不改变温度的情况下打开奇异的，隐藏的状态。

第二篇在《物理评论快报》上发表，描述了太赫兹仪器如何跟踪材料中的电子配对，揭示了一种新的，光诱导的长寿命物质状态。第三篇报道在《自然光子学》上，描述了Wang和他的合作者如何使用超快闪光，可以像旋钮一样控制和加速超电流。闪烁破坏了平衡对称性，因此触发了禁止的量子振荡，这是任何已知方法都无法实现的。

Wang有数位合作者为这项发现做出了贡献：阿拉巴马大学伯明翰分校的Ilias E. Perakis小组提供了理论模拟;威斯康星大学麦迪逊分校的Chang-Beom Eom组和爱荷华州立大学的Paul Canfield组贡献了高质量的超导材料及其表征。

陆军研究办公室发现了量子技术的潜力：美国陆军作战能力发展司令部陆军研究小组的成员，陆军研究办公室物理部门主任马克·乌尔里希说：“王博士的工作正在揭示新的物理学，以及我们如何利用光来调用原本无法获得的新特性。”实验室。“光诱导的相位可以实现诸如光学计算，新颖的传感器或控制光或电子的无法预料的方式之类的技术。”

王说，王实验室的研究在凝聚态物理和材料科学领域大都是未开发的领域。因此，需要做更多的工作来消除知识障碍，以帮助推动量子技术及其高速通信能力的发展。Wang说：“我们希望使用这些工具-快速闪烁和高频-探测1至10纳米(即1至10亿分之一米)的较小尺度。”“我们还希望为量子计算界开发使用太赫兹光的控件。”

Wang的实验室是如何开始所有这些工作的?这些有关量子发现和控制的思想从何而来?王说：“我一直着迷于通过开发新工具来发现新的物质状态，尤其是那些那些困难甚至无法通过传统方式访问的状态。”王说，这意味着温度，压力，化学成分或磁场的最小变化，以达到这些新的物质状态，这些物质通常在平衡时不稳定，通常被传统的测量方法所掩盖，但在他的实验中已稳定下来。

他也不会专注于偶然的发现，这些偶然的发现有时只是在实验室中尝试某些事情而发生的。Wang希望以一种可控的，合理的方式开发和应用精确而强大的实验室工具，以发现隐藏在超导材料和其他复杂材料中的这些新的物质状态。通过这样做，他说他正在学习由实验室仪器产生的这些强烈的太赫兹闪光，确实可以作为查找，稳定，探测和潜在控制这些奇异状态及其独特属性的控制旋钮。

他说：“我们已经建立了一种新方法，可以访问并可能控制奇特的物质状态。”
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