Ny forskning vid U of A hjälper fysiker att bättre förstå optomekanisk kylning, en process som förväntas hitta tillämpningar inom kvantteknik.

Forskare har länge förstått att applicering av ett rätt avstämt ljusfält på ett makroskopiskt (synligt med blotta ögat) föremål - i detta fall en mekanisk oscillator - resulterar i kylning av objektet. Processen, optomekanisk kylning, händer när tryck från fotoner (ljuspartiklar) omvandlar energi lagrad i objektet i form av termiska fononer (ljudpartiklar) till fotoner.

Helst, processen skulle kyla objektet till dess rena kvanttillstånd vid vilket all termisk energi tas bort. I verkligheten, kvanttillståndet kan inte uppnås på grund av störningar i omgivningen.

I deras arbete, U av A -forskare definierade den nya kylgränsen, vilket främjar förståelsen av processen. Deras resultat rapporterades i en artikel med titeln, "Strålningstryckskylning som en kvantdynamisk process, "publicerad 9 juni i tidningen Fysiska granskningsbrev .

"Som vilken utveckling som helst till ett stabilt tillstånd, kylning av en mekanisk oscillator tar tid och i motsats till vad man tidigare förstod, processens hastighet avgör vilket tillstånd som slutligen ska uppnås, '' sa Bing He, första författare till uppsatsen och forskare vid Institutionen för fysik. "Vår dynamiska bild klargör hur ett optomekaniskt system genomgår övergången från uppvärmning till kylning och vice versa, och bestämmer villkoren för att uppnå det "mest kvantresultatet" genom den bästa kylningen av systemet. "

Arbetet kommer också att hjälpa till att vägleda framtida experiment, sa Min Xiao, en framstående professor vid institutionen för fysik. "Med våra nya dynamiska resultat, inte bara de nya experimentella insatserna kan vägledas, några tidigare rapporterade experimentella och teoretiska resultat och slutsatser kan också behöva analyseras om och undersökas igen, "sa Xiao.