基于新量子理论提出的分子光致相时间分辨光谱示意图。 激光脉冲发射分子后，发射信号被检测器收集，从而形成实时域中激子动力学的多维图像。来源：张哲东博士/台湾城市大学
由台湾城市大学（城大）化学家领导的团队最近开发了一种新的量子理论，可以解释物质的“光诱导相”并预测其新功能。 新理论有可能彻底改变温度量子光子学和量子控制领域。 它还为各种下一代基于光的应用打开了大门，例如光通信、量子计算和光采集技术。
科学家们在物质中发现了奇怪的相，不仅是普通相，还有被称为液体、液态和液相的相。 物质在原子在空间中进行单独排列的不同阶段可能具有不同的属性。 作为一类新发现的相，光诱导相在过去六年中引起了科学家的广泛关注，因为它们被认为是新型光伏电池板和新物理平台的有前途的平台，以及现代光伏发电的新途径。量子技术。
领导这项研究的城大化学系助理院长张哲东博士解释说：“光敏分子的超快过程量子物理学七个理论，例如电子转移和能量重新分配，通常是皮秒（10-15秒）的量级，这是非常重要的。对于光捕获设备来说，能量转换和量子估计具有广泛的重要性。该研究结果发表在《物理评论快报》杂志上，标题为“分子极化子的多维相干光谱：如何”。
“然而，对这一过程的研究充满了深刻性。大多数与光致相相关的现有理论都遇到了时间和能量尺度的困难，因此无法解释分子的瞬态特性和超快过程。这些都带来了根本性的限制关于寻找物质的光诱导相，”张博士说。
为了解决这个难题，张博士和他的合作者开发了一种新颖的量子理论，用于分子光诱导相中的光信号传导，这是世界首创。 新理论通过物理分析与数值模拟相结合，实时解释了分子的爆发动力学和光学特性，克服了现有理论和技术带来的困难。
新理论将先进的量子电热学集成到超快光谱中。 它使用现代代数来解释分子的非线性动力学，这为开发最先进的激光和材料表征技术提供了基础。 因此量子物理学七个理论，它为光学测量和量子计量学提供了新原理。
“我们的新理论非常令人着迷的是，一簇分子的协作运动表现出一种波状行为，可以传播很远的距离。这在传统研究中很难实现。这些集体运动可以存在，而不是以前“只有在超高温下才能实现。这意味着在温度下精确控制和传感器粒子运动是可行的。这可能会开辟新的研究领域，例如集体驱动的物理学，这可能会彻底改变光物理学研究，”张博士说。
新的量子理论使得下一代光捕获和发射装置的设计以及激光操纵和测量成为可能。 由光诱导的分子协同作用形成的相干性可以导致明亮的光发射。 正在研究的光致物质相的光谱探针可以帮助开发下一代光学传感器技术和量子计量学。
在更大范围内，光诱导相可以实现各种新颖的基于光的跨学科应用，例如光通信、生物成像、物理催化控制以及以节能形式指定光捕获装置。
在不久的将来，研究人员计划探索光致相及其对量子材料的影响，并在量子纠缠的背景下开发新的光谱技术和测量。
关注科学剃刀，每天推送核聚变、理论化学、太空探索的最新动态，每日更新话题