南京大学首次在固体材料中观测到零点振动的量子效应。

xyz

% e" [& z# {, `# X  W3 z
% [5 o/ l8 P6 H: U3 B( C近日，南京大学王晓勇教授，胡逢睿副教授课题组与华盛顿州立大学研究团队合作，通过在4 K低温下对单个CsPbI3钙钛矿纳米晶进行近共振激发，成功观测到光学声子零点振动辅助的上转换荧光发射。相关工作以“Zero-Point Motion of Polar Optical Phonons Revealed by Up-Converted Photoluminescence from a Single Perovskite Nanocrystal at Cryogenic Temperatures”为题发表于《Physical Review Letters》（DOI: https://doi.org/10.1103/gp1z-fbl6），获选为Editors’ Suggestion文章，并被美国物理学会(APS)旗下的Physics杂志以Research News进行重点报道。

零点振动是一种在接近绝对零度时变得明显的、无法抑制的微小振动。这种量子振动的证据先前已在俘获粒子和微型谐振器中发现。如今，纳米晶体的研究人员发现了一种低温发射效应，并证明其与晶格内的零点振动有关。该效应或许可用于将纳米晶体冷却到比以前更低的温度。
( u, a0 Z8 O8 y8 o/ J
8 u( n. R* r* @9 X量子物理效应常在超低温条件下显现。通常，随着物体变冷，其运动越来越微弱。然而，海森堡不确定性原理指出，运动不可能完全停止——总会存在涨落。这些量子涨落已在微观系统（如被俘获的原子和分子）中得到研究。但它们也在宏观物体中被观察到。先前的实验已在小型机械谐振器（如鼓膜和梁）中识别出了零点振动的特征。

这些研究主要关注物体作为一个整体像振动弹簧一样来回运动。但也存在内部振动——物体的原子在其晶格结构内摆动。来自南京大学的王晓勇及其同事在一个纳米晶体的晶格中探测到了零点振动的特征。"据我们所知，这是在固体材料中首次观察到这种效应，"团队成员、来自华盛顿州立大学的余志刚说道，"连我们自己都对此感到惊讶。"
8 x: J) u; H2 f
; i8 u# {0 Z8 \
......
* f% W. m( L" k7 E1 R
如前所述，上转换会从物体中移走能量，因此或许可以利用零点振动效应进行冷却。迄今为止，很难将物体冷却到4 K以下，因为这是氦基低温恒温器设定的极限。但如果光致发光能够从材料中获取零点运动的能量，则有可能达到低于4 K的温度。"这些结果为极端温度下的冷却开辟了一条不同的途径，"余志刚说。
* C6 d2 N3 }/ [9 {
! B! @$ \' G) x& t+ I, v"这项研究的主要新颖之处在于它偏离了对光致发光上转换的传统描述，"印第安纳州圣母大学的物理化学家Masaru Kuno说。观察到的零点振动效应可能为半导体光学制冷提供一种方法，这一直是激光冷却界长期追寻的"圣杯"，Kuno说。但他表示需要进行更多的热力学测量来证明零点上转换确实能够导致纳米晶体的冷却。"尽管所提供的数据具有暗示性，但需要进一步的验证才能使结论确凿无疑。"
+ d0 O$ w: M9 S9 {9 B

xyz

绝对零度，也要振动。多粒子体系的零点振动被观测到，一方面验证了海森堡不确定性预言的零点振动，另一方面也为激光冷却提供了一种方法，为突破商业液氦恒温器的低温极限提供了新的学术思路和研究方向。

带你去远方

确实很厉害，比一般的NS论文价值要高

xyz

材料中的量子效应很难控制，因为涉及到太多粒子。而对于单原子，现在可以做到很精准的控制。但归根结底，底层都是量子力学，不过多体 More is different.

拼多多葛红军

恭喜屁股哥

xyz

葛红军难得有句好话，不过，这些研究都是国内的突破，值得欣赏。

wyhwyt

xyz 发表于 2025-12-4 09:29
4 W; b  Z. n8 K4 b6 o$ k, _葛红军难得有句好话，不过，这些研究都是国内的突破，值得欣赏。

; S8 o/ Z  p# l9 v$ G南大的物理是有底蕴的，祝贺！

迈迈提

xyz 发表于 2025-12-4 09:29
) o. y$ R4 g  }7 f. ^0 \$ \葛红军难得有句好话，不过，这些研究都是国内的突破，值得欣赏。

6 |, i* p( G5 I他在这反讽呢

xyz

。。好吧，管他咋说