近日，我校在量子光学领域取得重要进展，自动化学院青年教师杨柳作为共同第一作者，在世界著名的物理学顶级学术周刊《物理评论快报》（《Physical Review Letters [PRL 118, 233604 (2017)]》）上发表学术论文《量子动力学方法分析辐射压力致冷过程》Radiation Pressure Cooling as a Quantum Dynamical Process》）。杨柳联合美国阿肯色大学肖敏等人，首次模拟了光力系统中振子冷却的完整动力学过程，这不仅颠覆了人们对该过程的稳态理解，也将对未来的实验工作提供重要指导。

根据麦克斯韦的电磁理论，电磁场具有辐射压力,也就是光压力。光压非常小，与其它物体之间的相互作用很难被观测到。随着激光的出现，可以通过有效增加运动腔镜的光学阻尼来达到给力学系统制冷的作用。对光力耦合系统进行研究，除了可验证量子力学的一些基本定理之外，还在很多领域有着广泛应用前景：一方面可对微小质量、微小位移和微小力场等微弱信号进行高精度测量，例如利用光力干涉装置可以探测引力波信号；另一方面还有望在量子领域操纵和探测机械运动，例如制备光子和声子的纠缠和压缩等非经典态。这样，很多光力学器件就可作为光子、原子和声子等不同信息载体的量子接口，实现一些难以企及的量子信息处理过程。再有，光力学研究还提供了在“相对来说具有宏观尺寸和宏观质量的”物理系统中观测到量子相干现象的可能。

为实现上述功能，腔光力学系统首先要将其机械振子冷却至其量子基态，即能量最低状态。解决这个问题最经典的方法是将光力系统基于与时间无关的稳态上。与之前结论大为不同的是，杨柳等人将这个冷却过程看作是一个驱动力学振子从热初态开始，与周围环境热平衡进而最终达到高纯度稳定量子态的复杂动态过程。他们认为，与其他任何演化到稳态的过程类似，光力冷却过程也需要一定时间，这与先前报道过的理解形成鲜明对比，并且这个演化速度会决定这个系统的终态，其动力学图像使整个光力系统是如何从热变冷的过程变得清晰明朗。更重要的是，他们还对量子极限进行了重新定义。

这个最新的成果将帮助物理学者们对与光力冷却过程有更加深刻的理解，不仅对未来的实验给出有力指导，先前报道过的实验和理论工作也需要被重新讨论。

《物理评论快报》，以快报形式报道物理领域的重要研究成果，是国际物理界公认的顶尖老牌期刊。PRL是美国物理学会主办的物理学领域最具权威性的杂志，侧重于第一时间发表有重要意义并能引起广泛兴趣的突破性物理进展。在美国物理学会的所属期刊中，PRL的选稿要求最高，论文录用率最低。PRL自创刊以来，刊载了许多诺贝尔奖级别的文章。

模拟光力系统装置

杨柳等学术论文在《物理评论快报》上发表

杨柳简介：

杨柳，博士，2016年毕业于吉林大学物理学院，现就职于哈尔滨工程大学自动化学院。主要从事量子光学与量子信息及冷原子量子相干操控方面的理论研究。近期相关研究成果分别发表在《Physical Review Letters》（IF=8.462），《Physical Review A》（IF=2.925）和《Optica》（IF=7.727）等期刊上。

文章链接：《量子动力学方法分析辐射压力致冷过程》