1。量子フォノン：音波は、空気、水、固体などの培地を通して伝播する機械的振動で構成されています。量子力学では、これらの振動はフォノンとして知られる音の量子として説明されています。フォノンは光の量子である光子に類似しています。
2。フォノン光子相互作用：量子光がフォノンと相互作用すると、量子性を示すさまざまな物理的プロセスを受ける可能性があります。これらの相互作用は次のとおりです。
- 刺激されたラマン散乱（SRS）：SRSでは、光子がフォノンと相互作用し、そのエネルギーの一部をフォノンに移します。これにより、ストークス光子として知られる異なるエネルギーと方向を持つ新しい光子が作成されます。
- 自発的なラマン散乱（SPRS）：SPRSでは、光子が自発的にフォノンと相互作用し、新しい光子（ストークス光子）を発し、フォノンからエネルギーを吸収します。このプロセスは、刺激されたラマン散乱の逆です。
- ブリルアン散乱：ブリルアン散乱では、量子光はアコースティックフォノンと相互作用します。これは、固体中の原子または分子の振動を含む音波です。散乱光は、音響フォノンの周波数に対応する周波数シフトを示します。
3。量子ノイズ：音波と相互作用する量子光は、量子ノイズ効果を示すこともあります。光子とフォノン間の相互作用の量子変動と不確実性は、光子数の絞りなどの現象につながり、光子数の不確実性が古典的な制限を下回ります。
4。光メカニカルシステム：量子光と音波の間の相互作用は、光メカニカルシステムで重要な役割を果たします。これらのシステムは、光学要素と機械的要素を組み合わせて、量子レベルでの機械的運動の制御と操作を可能にします。光メカニカルシステムには、精密測定、量子センシング、および巨視的なオブジェクトの量子現象の研究にアプリケーションがあります。
Quantum Lightが音をどのように見ているかを研究することで、科学者は光と物質の相互作用の量子性をより深く理解し、量子技術と基本的な物理学研究における革新的なアプリケーションへの道を開きます。
