时间延迟探测量子光(示波器延迟时间测量) ypxx.net

光电子干涉能通过一种表观上的阿秒时间偏移,揭示量子光原本隐藏的性质。

瑞安·威尔金森(Physics Magazine 特约编辑)|2026 年 10 月 13 日

让原子暴露在强激光下,再探测飞出的电子,研究者就能反推喷发过程中发生的超快电子动力学。这类技术通常用的是表现经典行为的光,这就引出一个根本问题:如果使用专门制备的量子光,会不会暴露出不同的性质?如今,中国华中科技大学的周月明(音译)(Yueming Zhou)及其同事证明,量子光的统计特性可以被"印"到电子上,从而提供一种灵敏的探针来探测这些统计特性。

周月明和同事研究的是一项成熟的技术,名为"双光子跃迁干涉重建阿秒拍频"(RABBIT,Reconstruction of Attosecond Beating by Interference of Two-photon transitions)。在 RABBIT 中,一列极紫外脉冲把一群原子电离,随后一束延迟的红外脉冲去探测飞出的电子。某个给定能量的电子,可以经由两条不同的路径到达同一个末态:一条路径吸收一个红外光子,另一条则放出一个红外光子。这两条路径相互干涉,使得电子发射谱中某些峰的强度随着探测脉冲延迟的增加而周期性涨落。这些振荡的相位,可以用来反推电离脉冲与电子发射之间的时间间隔——通常从几十到几百阿秒。

研究者从理论上研究了:当探测脉冲被制备到压缩真空态(squeezed-vacuum state,一种强度涨落很大的高度量子化的光态)时,会发生什么。团队发现,这些涨落会使电子发射谱中振荡的相位发生偏移。由于这个相位通常反映发射时刻,这种相移看起来就像一种表观的延迟——可达几十阿秒。关键在于,这一偏移取决于量子光的统计特性,也就是说,电子可以被用来探知这些统计特性。

——瑞安·威尔金森

参考文献

L. Li et al., "Photon-statistics time delay in quantum attosecond photoelectron interferometry," Phys. Rev. Lett.137, 163201 (2026).