光的量子流体进入越加清晰的视野

超流动性,即液体在无摩擦条件下流动的能力，并不局限于流体动力学所描述的系统。十多年前，光学研究人员开始对超流体和其他量子流体产生兴趣，这是因为认识到在非线性介质中传播的光可以表现出量子流体动力学特征。研究这些“光的流体”出现了两个平台：光子被限制在其中的半导体微腔和光子在散装介质中传播的传播几何结构。

半导体微腔提供了一个强大的平台来观察光子流体动力学效应。当这种腔体被频率与腔体共振相匹配的电磁波照射时，垂直于腔体平面的波矢分量将被量子化。结果，该波矢量分量与光子频率之间的关系表现出赋予光子有效质量的二次相关性。同时，激光照射产生束缚空穴电子，称为激子。空腔中光子和激子之间的耦合产生称为极化子的准粒子，它继承了光子和激子的特性。

与传播几何结构不同，极化激元系统需要Bogoliubov理论的扩展——这是极化激元不平衡性质的结果，极化激元通过激光光激发产生并具有有限的寿命。这种差异意味着在实验数据的获取和利用方面存在挑战。Bogoliubov激发的测量包括使用“泵浦”激光激发极化子，然后可以用来检测所述极化子产生衰变时反射镜产生的光致发光。

在早期的研究中，泵浦激光频率远离腔共振——这有助于泵浦光子与光致发光光子的分离。然而，非共振激发会产生范围广泛的极化子，其中一些不属于量子流体。它们的存在扭曲了测量的光谱，特别是在那些预计会出现超流特征的区域（低波数）。另一种方法是用近共振泵或共振泵（必须从光致发光光子中滤除）照亮腔体。然而，这种方法没有足够的能量分辨率来观察Bogoliubov色散曲线的许多细微特征。因此，研究人员开发了一种新的技术，可以通过激光脉冲的频率来测量波长范围内的光子能量。

（编辑：银川站长网）

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